DE19604856A1

DE19604856A1 - Checking of optical security characteristics esp. of banknotes

Info

Publication number: DE19604856A1
Application number: DE19604856A
Authority: DE
Inventors: Erich Ing Berger; Rainer Ing Hoffelner
Original assignee: OESTERREICHISCHE NATIONALBANK WIEN AT; OESTERR NATIONALBANK
Current assignee: Oesterreichische Banknoten und Sicherheitsdruck GmbH
Priority date: 1992-02-25
Filing date: 1996-02-10
Publication date: 1997-08-14
Also published as: AT401829B; ATA35292A; GB9605392D0; GB2311130A; GB2311130B

Abstract

Optical security features, e.g. in the form of metallic reflecting layers, in bank notes 3 or the like are checked by moving the bank notes using transport belts 4 past a light source 1, preferably infrared operating between 800-1000nm and having a cylindrical lens 6, on one side of the bank note and scanning the security feature by means of an electronic camera 2, preferably a CCD-Line-Scan, on the other side of the bank note. The values measured by the camera relating to the intensity and distribution of the light passing through the bank note and through or around the security feature are compared with desired values to produce an indication of the quality or condition of the security feature. The axes of the light source and camera are inclined by an angle differing from 180{ so that no light is directly incident on the detecting element of the camera.

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Zustands-, Qualitäts- bzw. Passerkontrolle von optischen Sicherheitsmerkmalen in Form von metallisch reflektierenden Schichten wie Kinegrammen, Hologrammen und dergleichen auf Wertpapieren, insbesondere Banknoten.The invention relates to a method for condition, quality or Passport control of optical security features in the form of metallic reflective layers such as kinegrams, holograms and the like Securities, in particular banknotes.

Optische Sicherheitsmerkmale auf Wertpapieren, wie z. B. das Kinegramm auf der österreichischen S 5000,- Banknote, werden derzeit manuell bzw. visuell auf Beschädigungen, Passergenauigkeit, exakte Randausprägung etc. geprüft. Hiebei erfolgt eine visuelle Prüfung einerseits im Zuge der Banknotenproduktion oder gegebenenfalls bereits bei der Applikation des Kinegrammes in der Papierherstellung oder Folienverarbeitung im Falle von synthetischem Papier und anderseits bei der Aussortierung der aus dem Umlauf rückfließenden Noten. Diese Vorgangsweise ist personalintensiv. Es ist daher wünschenswert, eine weniger personalaufwendige, vor allem jedoch eine objektive, somit vom Prüfer unabhängige Methode anzugeben.Optical security features on securities, such as B. the kinegram the Austrian S 5000, banknote, are currently on manually or visually Damage, register accuracy, exact edge characteristics, etc. checked. Hiebei there is a visual check on the one hand in the course of banknote production or if necessary, already during the application of the kinegram in papermaking or film processing in the case of synthetic paper and on the other hand at Sorting out the notes flowing back from the circulation. This procedure is labor intensive. It is therefore desirable to have a less labor-intensive approach all, however, to provide an objective method that is independent of the auditor.

Durch die EP-A 92 691 wurde eine Vorrichtung zur Detektion von Sicherheitsstreifen in Banknoten bekannt. An Stelle einer mechanischen Dickenmessung wird in der genannten Druckschrift vorgeschlagen, mit zwei Durchlichtmeßkanälen im Infrarotbereich bei Wellenlängen von etwa 5 µ die materialspezifischen Absorptionsbanden eines Kunststoffsicherheitsstreifens zu messen oder einen metallischen Sicherheitsstreifen im Papier zu erkennen. Eine Qualitäts- oder Zustandsprüfung von optischen Sicherheitsmerkmalen, die metallisch reflektieren, wie Reflexhologrammen oder Kinegrammen, ist in dem vorgenannten Dokument weder beschrieben noch wäre sie mit der vorbekannten Vorrichtung bzw. Auswertemethode überhaupt möglich. Auch ist der notwendige apparative Aufwand für Messungen im Bereich von 5 µ durch die notwendigen Detektorkühlungen und die IR-Strahler sehr hoch. EP-A 92 691 describes a device for the detection of Security strips known in banknotes. Instead of a mechanical one Thickness measurement is proposed in the cited document, with two Transmitted light measuring channels in the infrared range at wavelengths of about 5 µ material-specific absorption bands of a plastic security strip measure or detect a metallic security strip in the paper. A Quality or condition inspection of optical security features that are metallic reflect, such as reflex holograms or kinegrams, is in the aforementioned Document neither described nor would it be with the previously known device or Evaluation method possible at all. Also is the necessary equipment for measurements in the range of 5 µ due to the necessary detector cooling and the IR emitters are very high.

Aus der GB-A 21 60 644 wurde der Einsatz einer Line-Scan-Kamera bekannt, um im Auflicht ein Wertpapier (Banknote), das über einen umlaufenden Zylinder geführt ist, achsparallel zum Zylinder abzutasten, um Bildinformationen zu erhalten, die dann mit von einem Original stammenden Informationen verglichen werden. Zur Erlangung von Bildinformationen von metallischen Schichten, die bekanntermaßen glänzen, ist die vorbekannte, nach dem Auflichtverfahren arbeitende Vorgangsweise, wegen der auftretenden Reflexionen problematisch. Fehlinformationen sind nicht auszuschließen und auch nicht zu beherrschen.GB-A 21 60 644 discloses the use of a line scan camera, in order to illuminate a security (banknote), which has a revolving cylinder is guided to scan axially parallel to the cylinder in order to obtain image information, which are then compared with information from an original. For Obtaining image information from metallic layers that are known shine, is the well-known procedure, which works according to the incident light method, problematic because of the reflections that occur. Misinformation is not to rule out and not to control.

Durch die CH-PS 652 355 wurde es bekannt, Ausweiskarten, die einen speziellen Schichtaufbau besitzen müssen, im Auf- und Durchlicht zu prüfen. Jede Schicht ist dabei zumindest teilweise mit einem einfarbigen Bereich bedruckt, wobei die einfarbigen Bereiche auch auf den beiden Oberflächen einer einzigen Schicht aufgedruckt sein können. Das resultierende Druckbild weist im Auflicht Licht- und Schatteneffekte auf, die sich im Durchlicht umkehren. Durch Zahl und Anordnung der einzelnen Druckschichten kann ein räumlicher Effekt sowie eine definierte Halbtonabstufung des Druckbildes erzeugt werden. Dieses Verfahren bedarf zweier nach verschiedenen Vorgangsweisen gewonnenen Informationen, um eine Ausweiskarte zu prüfen und ist daher aufwendig und bei Vorliegen metallischer Schichten wegen der im Auflicht auftretenden Reflexionen problematisch.The CH-PS 652 355 made it known identity cards that one must have a special layer structure, to be checked in reflected and transmitted light. Each Layer is at least partially printed with a monochrome area, whereby the solid areas also on the two surfaces of a single layer can be printed. The resulting print image shows light and reflected light Shadow effects that are reversed in transmitted light. By number and arrangement The individual print layers can have a spatial effect as well as a defined one Halftone gradation of the printed image can be generated. This process requires two information obtained according to various procedures to create a ID card to check and is therefore complex and metallic if present Layers problematic because of the reflections occurring in the reflected light.

In der DE-OS 38 11 905 wir eine automatische Echtheitsprüfung von Hologramminformationen beschrieben. Gemäß der Lehre durch Druckschrift ist es weder vorgesehen noch wäre es möglich, die Qualität der Applizierung eines Kinegrams oder Auflichologramms auf Banknoten hinsichtlich Passergenauigkeit (Position und Ausrichtung gegenüber Druckelementen), Randausprägung (Ausfransungen der Kontur), Vollständigkeit des Merkmals (Löcher, fehlende Teile) etc. zu prüfen bzw. entsprechend zu klassifizieren. Eine Qualitätsprüfung von auch im optischen Auflicht prüfbaren Sicherheitsmerkmalen durch Prüfung der Struktur (Information), wie sie in der DE-OS beschrieben ist, wäre bei reflektierenden Sicherheitsmerkmalen in der praktischen Durchführung nicht zielführend. Vor allem bei der Prüfung von gebrauchten Banknoten würden vorhandene Knitterfalten, welche zu zufälligen Reflexionen führen, eine Strukturprüfung praktisch unmöglich machen. Darüberhinaus sind, abhängig vom Design, nicht immer Strukturen auf der Gesamtfläche vorhanden, sondern in Teilbereichen oft nur informationslose (fehlerhafte) metallisierte Flächen aufgeprägt, was somit eine Qualitätskontrolle auf Basis einer Strukturprüfung ausschließt. Die in der DE-OS beschriebene Anordnung sieht für die Durchlichthologrammprüfung vor, Sender und Empfanger direkt einander gegenüberliegend anzuordnen, um die Hologramminformation analysieren zu können. Eine gegenüberliegende Anordnung von Sender und Empfänger würde auch ein meßtechnisch nachteiliges Übersteuern und gegebenenfalls sogar eine Beschädigung des Aufnahmeelementes durch direkten Lichteinfall in den Zwischenräumen zwischen den aufeinanderfolgenden Banknoten zur Folge haben.In DE-OS 38 11 905 we an automatic authenticity check of Hologram information described. According to the doctrine through printed matter, it is it is neither intended nor possible to determine the quality of the application of a Kinegrams or Auflicholograms on banknotes with regard to registration accuracy (Position and orientation in relation to printing elements), edge design (Fraying of the contour), completeness of the feature (holes, missing parts) etc. to be checked or classified accordingly. A quality check from too Security features that can be checked in reflected light by checking the structure (Information), as described in DE-OS, would be reflective Safety features in the practical implementation not useful. Especially when checking used banknotes, existing wrinkles would appear, which lead to random reflections, a structural inspection is practically impossible do. Furthermore, depending on the design, structures are not always on the Total area available, but in some areas often only informationless (Faulty) metallized surfaces are embossed, which means a quality control Excludes the basis of a structural inspection. The arrangement described in DE-OS provides for the transmitted light hologram test, transmitter and receiver directly to be arranged opposite each other to analyze the hologram information to be able to. An opposite arrangement of transmitter and receiver would also a technically disadvantageous oversteer and possibly even one Damage to the receiving element due to direct incidence of light in the Result in gaps between the successive banknotes.

Zur Vermeidung der Nachteile der vorerwähnten, bekannten Verfahren wird daher zur Zustands-, Qualitäts- bzw. Passerkontrolle von optischen Sicherheitsmerkmalen in Form von metallisch reflektierenden Schichten wie Kinegrammen, Hologrammen und dergleichen auf Wertpapieren, insbesondere Banknoten, vorgeschlagen, daß das metallisch reflektierende Sicherheitsmerkmal des Wertpapieres in an sich bekannter Weise im Durchlicht mittels mindestens einer elektronischen Kamera, bevorzugt einer CCD-Line-Scan-Kamera, abgetastet und die dabei ermittelten Istwerte mittels an sich bekannten Bildauswertemethoden mit Sollwerten verglichen werden, um Wertpapiere mit fehlerhaften Sicherheitsmerkmalen zu kennzeichnen bzw. in einer Sortieranlage auszuscheiden, und daß die optische Achse der elektronischen Kamera unter einem von 180° abweichenden Winkel zur optischen Achse der Lichtquelle angeordnet wird, die vorzugsweise als Infrarotquelle ausgebildet ist, deren Strahlen insbesondere aus dem Wellenbereich von 800-1000 nm ausgewählt werden, und daß als Istwerte und als Sollwerte insbesondere die Kontur des metallisch reflektierenden Sicherheitsmerkmals beschreibende Werte eingesetzt werden. Durch Prüfung nach dem Durchlichtverfahren werden Reflexionen, welche die Istwerte beeinflussen, ausgeschaltet und wird weiters eine bessere Kontrastierung der Metallschicht gegen im Druckverfahren auf das Wertpapier aufgebrachte Zeichen erzielt. Durch schräge Anordnung des Aufnahmeelementes bezüglich der Transportebene wird das neben der Metallschicht oder durch deren Beschädigung (Löcher, Abrieb im Bereich von Falten) hindurchtretende und vom Papier gestreute Licht gemessen. Erfolgt die Prüfung unter Anwendung einer Infrarotlichtquelle, so ergibt sich gegenüber sichtbarem Licht ein besseres Signal, da die metallische Schicht Infrarotstrahlen stärker absorbiert als die diese Schicht umgebenden Bereiche des Wertpapieres. Durch Anwendung friedungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, einerseits eine Qualitätsprüfung der im Heißprägevorgang vorwiegend auf Papier oft fehlerhaft applizierten beschichteten und metallisierten Kinegramfolie (Folienverbund des Kinegrams) durchzuführen und anderseits den Zustand der aus dem Umlauf zur Bank rückfließenden Banknoten mit Kinegramen nach obigen Kriterien zu prüfen. Von besonderer Bedeutung hiebei, ist der Umstand, daß sowohl die Qualitätsprüfung in der Notenproduktion als auch die Zustandsprüfung in der Notensortierung nicht mehr visuell und damit unter sehr hohem Personalaufwand durchgeführt werden muß. Die Automatisierung dieser Prüfvorgänge bringt auch eine wesentliche Verbesserung der Qualität der Prüfung mit sich.To avoid the disadvantages of the aforementioned known methods therefore for condition, quality and registration control of optical Security features in the form of metallic reflective layers such as Kinegrams, holograms and the like on securities, in particular Banknotes suggested that the metallic reflective security feature of the Security in a manner known per se in transmitted light by means of at least one electronic camera, preferably a CCD line scan camera, scanned and the actual values determined in the process using known image evaluation methods Target values are compared to faulty securities To mark safety features or to discard them in a sorting system, and that the optical axis of the electronic camera under one of 180 ° deviating angle to the optical axis of the light source is arranged, the is preferably designed as an infrared source, the rays of which come in particular from the Wavelength range of 800-1000 nm can be selected, and that as actual values and as Setpoints in particular the contour of the metallic reflective Descriptive security feature values are used. By checking for the transmitted light process uses reflections that influence the actual values, switched off and furthermore a better contrasting of the metal layer against characters printed on the security. Through oblique The arrangement of the receiving element with respect to the transport level is next to the metal layer or due to its damage (holes, abrasion in the range of Folds) and light scattered from the paper. Does that happen Testing using an infrared light source, so results in visible light a better signal because the metallic layer infrared rays absorbs more than the areas of the security surrounding this layer. By using peaceful methods, it is possible to have one Quality inspection of the hot stamping process, mostly on paper, often incorrect applied coated and metallized Kinegram film (film composite of Kinegrams) and on the other hand the state of the circulation to the bank Check backflowing banknotes with kinegrams according to the above criteria. From Of particular importance is the fact that both the quality inspection in the production of notes as well as the condition check in note sorting no longer must be carried out visually and therefore with very high personnel costs. The Automation of these test processes also brings a significant improvement in Quality of the test itself.

Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, daß eine an sich bekannte Transporteinrichtung, zur Bewegung der Wertpapiere in den Bereich der elektronischen Kamera vorgesehen ist und daß weiters eine Beleuchtungseinrichtung, bevorzugt eine Infrarotstrahlenquelle, auf der der Kamera abgewandten Seite des zu prüfenden Wertpapieres angeordnet ist und daß die optische Achse der Kamera mit der optischen Achse der Beleuchtungseinrichtung einen von 180° abweichenden Winkel einschließt und die Transporteinrichtung bevorzugt von Transportriemen gebildet ist, die quer zur Transportrichtung voneinander beabstandet sind. Diese Vorrichtung zeichnet sich vor allem durch einfachen Aufbau aus. Werden Transportriemen eingesetzt, die oben und unten an dem Wertpapier angreifen und das Wertpapier zwischen sich klemmen, so wird ein besonders sicherer Transport gewährleistet, ohne daß das Wertpapier verformt wird, was zu Fehlinformationen über die metallische Schicht führen würde. The device for performing the method according to the invention draws is characterized in that a known transport device for moving the Securities in the field of electronic camera is provided and that furthermore an illumination device, preferably an infrared radiation source, on which the camera-facing side of the security to be tested is arranged and that the optical axis of the camera with the optical axis of the Lighting device includes an angle other than 180 ° and the Transport device is preferably formed by transport belts which are transverse to Transport direction are spaced apart. This device stands out mainly due to its simple structure. Transport belts are used, the above and attack the bottom of the security and pinch the security between them, this ensures particularly safe transport without the security is deformed, which would lead to misinformation about the metallic layer.

Im Strahlengang der Beleuchtungseinrichtung kann eine Zylinderlinse angeordnet sein.A cylindrical lens can be located in the beam path of the lighting device be arranged.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to the drawing, for example explained. Show it:

Fig. 1 in Seitenansicht, eine zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Vorrichtung, und Fig. 1 in side view, a device suitable for carrying out the method according to the invention, and

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß Fig. 1, wobei jedoch die Kamera nicht dargestellt ist. Fig. 2 is a plan view of the device of FIG. 1, but the camera is not shown.

Die Vorrichtung besitzt eine Beleuchtungseinrichtung 1 zur Ausleuchtung des Bildfeldes der elektronischen Kamera 2. Als Kamera 2 findet bevorzugt eine CCD-Line-Scan-Kamera Verwendung. Das zu prüfende Wertpapier 3, z. B. eine Banknote, mit dem zu prüfenden optischen Sicherheitsmerkmal 5 in Gestalt einer metallisch reflektierenden Schicht, wird durch eine von Transportriemen 4 gebildete Transportvorrichtung an der Kamera 2 vorbeibewegt (Pfeil P). Die Kamera 2 und die Beleuchtungseinrichtung 1 sind zu verschiedenen Seiten des Wertpapieres 3 angeordnet. Im Strahlengang der Beleuchtungseinrichtung 1 befindet sich eine Zylinderlinse 6. Als Lichtquelle wird bevorzugt eine Halogenlampe 7 verwendet. Als Lichtleiter können Glasfaserkabel Verwendung finden. Eine Infrarotquelle kann zur "Beleuchtung" des Wertpapieres 3 ebenfalls verwendet werden, wobei diese Quelle bevorzugt im Wellenlängenbereich zwischen 800 und 1000 nm arbeitet. Die Signale der Kamera 2 werden einer nicht dargestellten Bildauswerteeinrichtung zugeführt, die mit einem Bildschirm verbunden ist, auf welchem die Soll- und Istwerte alphanumerisch oder schaubildlich dargestellt werden können.The device has an illumination device 1 for illuminating the image field of the electronic camera 2 . A CCD line scan camera is preferably used as the camera 2 . The security to be checked 3 , z. B. a banknote, with the optical security feature 5 to be checked in the form of a metallic reflective layer, is moved past the camera 2 by a transport device 4 formed by transport belts (arrow P). The camera 2 and the lighting device 1 are arranged on different sides of the security 3 . A cylindrical lens 6 is located in the beam path of the lighting device 1 . A halogen lamp 7 is preferably used as the light source. Glass fiber cables can be used as light guides. An infrared source can also be used to "illuminate" the security 3 , this source preferably operating in the wavelength range between 800 and 1000 nm. The signals from camera 2 are fed to an image evaluation device, not shown, which is connected to a screen on which the setpoint and actual values can be displayed alphanumerically or graphically.

Claims

1. A method for checking the condition, quality or register of optical security features in the form of metallic reflective layers such as kinegrams, reflex holograms and the like on securities, in particular banknotes, characterized in that the metallic reflective security feature of the security in a manner known per se in transmitted light scanned by means of at least one electronic camera, preferably a CCD line scan camera, and the actual values determined thereby are compared with target values by means of image evaluation methods known per se, in order to identify securities with defective security features or to separate them in a sorting system, and that the optical ones Axis of the electronic camera is arranged at an angle deviating from 180 ° to the optical axis of the light source, which is preferably designed as an infrared source, the rays of which are selected in particular from the wavelength range of 800-1000 nm, and that as Actual values and, in particular, the values describing the contour of the metallic reflecting security feature as setpoints.

2. Device for performing a method according to claim 1, characterized in that a transport device for moving the securities ( 3 ) in the region of the electronic camera ( 2 ) is provided in a manner known per se and a lighting device ( 1 ), preferably an infrared radiation source , on the side of the security to be tested ( 3 ) facing away from the camera ( 2 ), and that the optical axis of the camera ( 2 ) with the optical axis of the lighting device ( 1 ) encloses an angle deviating from 180 ° and the transport device is preferred is formed by transport belts which are spaced apart from one another transversely to the transport direction.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that a cylindrical lens ( 6 ) is arranged in the beam path of the lighting device ( 1 ).