EP2323108A1

EP2323108A1 - Device and method for detecting security devices contained in the fibre structure of flat paper objects

Info

Publication number: EP2323108A1
Application number: EP20100013350
Authority: EP
Inventors: Frank Puttkammer; Reto Schletti
Original assignee: BEB Industrie Elektronik AG
Current assignee: BEB Industrie Elektronik AG
Priority date: 2009-11-17
Filing date: 2010-10-06
Publication date: 2011-05-18
Anticipated expiration: 2030-10-06
Also published as: DE102009053440A1; EP2323108B1

Abstract

The device comprises an illumination device (1) which illuminates the flat objects (4) with the light, where a transport device transports the flat objects relative to the illumination device along a transport plane (6) in a transport direction (5). A sensor (3) is provided for the light of the illumination device. A reflector (2) is arranged in a beam path of the light between the illumination device and the sensor. The reflector reflects the light in the direction of the sensor. An independent claim is also included for a method for analyzing safety characteristics of a fiber structure on flat objects.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung und von einem Verfahren zum Nachweis von in der Faserstruktur enthaltenen Sicherheitsmerkmalen bei flachen Gegenständen aus Papier.The invention is based on a device and a method for detecting security features contained in the fiber structure in flat objects made of paper.

Derartige Vorrichtungen werden bei der Überprüfung von Gegenständen eingesetzt. Hierzu zählen beispielsweise das Erkennen, Kontrollieren, Verifizieren und Prüfen der Echtheit von Gegenständen und das Identifizieren von Fälschungen. Zu den Gegenständen aus Papier zählen insbesondere Wertscheine oder Dokumente wie beispielsweise Banknoten, Schecks, Aktien, Papiere mit Sicherheitsaufdruck, Urkunden, Ausweise, Eintrittskarten, Fahrkarten, Gutscheine, Identifikations- oder Zugangskarten. Vorrichtungen zum Nachweis von Sicherheitsmerkmalen eines Gegenstandes sind häufig Bestandteil eines aus mehreren Komponenten bestehenden Systems zur Be-und Verarbeitung flacher Gegenstände. Vorrichtungen zum Nachweis von Sicherheitsmerkmalen dienen dazu, gefälschte von echten Gegenständen zu unterscheiden.Such devices are used in the inspection of objects. These include, for example, detecting, controlling, verifying and verifying the authenticity of objects and identifying counterfeits. The items of paper include, in particular, notes of value or documents such as banknotes, checks, stocks, papers with security imprint, certificates, identity cards, entrance tickets, tickets, vouchers, identification or access cards. Devices for the detection of security features of an object are often part of a multi-component system for processing and processing flat objects. Devices for the detection of security features are used to distinguish counterfeit from real objects.

Papiersubstrate besitzen spezielle Eigenschaften bei der Reflektion, Transmission, Absorption und Lumineszenz von Licht, die durch die gezielte Zugabe von Zuschlagstoffen bei der Papierherstellung und durch Beschichtungen beeinflusst werden können. Einfaches und kostengünstiges Papier, das beispielsweise in Druckern und Kopiermaschinen verwendet wird, weist typischerweise eine charakteristische Lumineszenz und Reflexion bei Einstrahlung von Licht des ultravioletten Wellenlängenbereichs auf. Derartige Papiere oder Papiersubstrate werden daher als UV-hell bezeichnet. Papiersubstrate von Wertdokumenten wie beispielsweise Banknoten weisen in der Regel kein derartiges Verhalten bei Einstrahlung von Licht des ultravioletten Wellenlängenbereichs auf, weshalb sie als UV-dunkel bezeichnet werden. Durch Einstrahlung von UV-Licht können daher Dokumente aus UV-dunklem Papier von Fälschungen aus UV-hellem Papier unterschieden werden. Besteht die Fälschung jedoch auch aus UV-dunklem Papier, so ist diese Untersuchung für den Nachweis der Echtheit eines Dokuments nicht ausreichend.Paper substrates have special properties in the reflection, transmission, absorption and luminescence of light, which can be influenced by the targeted addition of additives in papermaking and coatings. Simple and inexpensive paper used, for example, in printers and copying machines typically has characteristic luminescence and reflection Irradiation of light of the ultraviolet wavelength range. Such papers or paper substrates are therefore referred to as UV bright. Paper substrates of value documents, such as banknotes, generally do not exhibit such a behavior upon irradiation of light of the ultraviolet wavelength range, which is why they are referred to as UV dark. By irradiation of UV light, therefore, documents made of UV-dark paper can be distinguished from counterfeits made of UV-bright paper. However, if the counterfeit also consists of UV dark paper, then this examination is not sufficient to prove the authenticity of a document.

Um echte Dokumente von gefälschten Dokumenten unterscheiden zu können, sind die Dokumente mit speziellen Sicherheitsmerkmalen ausgestattet. Zu derartigen Sicherheitsmerkmalen zählt unter anderem die charakteristische Faserstruktur des Papiers eines Dokuments. Das Dokument kann beispielsweise in der Papierstruktur ein Wasserzeichen enthalten, welches bei der Papierherstellung in der Siebpartie der Papiermaschine erzeugt wird. Dabei entsteht ein Muster mit Bereichen einer partiell höheren Dichte an Papierfasern und Bereichen mit einer partiell geringeren Dichte an Papierfasern. Von der Dichte der Papierfasern hängt die Lichtdurchlässigkeit des Papiers ab, so dass das Wasserzeichen insbesondere im durchscheinenden Licht mit bloßen Auge erkannt werden kann. Derartige gezielten Veränderungen der Papierstruktur werden als echte Wasserzeichen bezeichnet. Da die Lichtdurchlässigkeit eines Papiers auch durch Druckfarben beeinflusst werden kann, können Wasserzeichen durch Bedrucken des Papiers simuliert werden. Derartige unechte Wasserzeichen können mit bloßem Auge nicht von echten Wasserzeichen unterschieden werden. Fälschungen von Dokumenten können unechte Wasserzeichen aufweisen, welche durch Bedrucken eines Papiers mit speziellen Farbpigmenten erzeugt werden. Gefälschte Dokumente können aus zwei einzelnen Blättern Papier zusammengesetzt sein, wobei eines der Blätter bedruckt ist und die bedruckte Seite nach innen weist. Derartige unechte Wasserzeichen können bei einer einfachen Durchlichtdetektion nicht von echten Wasserzeichen unterschieden werden, da die Lichtdurchlässigkeit bei beiden ungefähr gleich ist. Es wird lediglich die Anwesenheit einer optischen Darstellung festgestellt und nicht die Echtheit des Wasserzeichens.To distinguish real documents from forged documents, the documents are equipped with special security features. Such security features include, among others, the characteristic fibrous structure of the paper of a document. The document may, for example, contain in the paper structure a watermark, which is produced during papermaking in the wire section of the paper machine. This results in a pattern with areas of a partially higher density of paper fibers and areas with a partially lower density of paper fibers. The density of the paper fibers depends on the translucency of the paper, so that the watermark can be recognized by the naked eye, especially in translucent light. Such targeted changes in the paper structure are referred to as true watermarks. Since the light transmission of a paper can also be influenced by printing inks, watermarks can be simulated by printing on the paper. Such spurious watermarks can not be distinguished by the naked eye from true watermarks. Falsifications of documents may have spurious watermarks generated by printing a paper with special color pigments. Fake documents can be composed of two separate sheets of paper, one of which is printed with the printed side facing inward. Such spurious watermarks can not be distinguished from genuine watermarks in a simple transmitted light detection, since the light transmission at both are about the same. It is only detected the presence of an optical representation and not the authenticity of the watermark.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu Verfügung zu stellen, die den Nachweis eines Sicherheitsmerkmals betreffend die Faserstruktur bei flachen Gegenständen aus Papier ermöglichen, wobei eine Unterscheidung zwischen echten, gezielten Veränderungen der Faserstruktur und den durch Bedrucken simulierten Sicherheitsmerkmalen erfolgt.The invention has for its object to provide an apparatus and a method that allow the detection of a security feature relating to the fiber structure in flat objects made of paper, with a distinction between real, targeted changes in the fiber structure and simulated by printing security features.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst. Die Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass sie mit mindestens einer Beleuchtungseinrichtung, einer Transporteinrichtung, mindestens einem Reflektor und einem Sensor ausgestattet ist. Dabei werden die flachen Gegenstände durch die Beleuchtungseinrichtung mit Licht beleuchtet. Die Transporteinrichtung sorgt für den Transport der flachen Gegenstände relativ zu der Beleuchtungseinrichtung. Der Transport der flachen Gegenstände erfolgt entlang einer Transportebene in eine durch die Transporteinrichtung vorgegebene Transportrichtung. Dabei werden die flachen Gegenstände nacheinander durch die Transporteinrichtung befördert. Der Sensor ist in Transportrichtung versetzt zu der Beleuchtungseinrichtung und nach der Beleuchtungseinrichtung angeordnet. Dadurch wird verhindert, dass das Licht der Beleuchtungseinrichtung direkt auf den Sensor trifft, wenn sich kein flacher Gegenstand zwischen der Beleuchtungseinrichtung und dem Sensor befindet. Eine Übersteuerung des Sensors wird vermieden. Um das Licht der Beleuchtungseinrichtung trotz der versetzten Anordnung in Richtung des Sensors zu lenken, ist mindestens ein Reflektor vorgesehen. Beleuchtungseinrichtung und Reflektor sind in Transportrichtung versetzt angeordnet. Sie befinden sich beide außerhalb der Transportebene und auf derselben Seite der Transportebene, beispielsweise beide oberhalb oder beide unterhalb der Transportebene. Reflektor und Sensor befinden sich auf unterschiedlichen Seiten der Transportebene. Der Strahlengang des Lichts kreuzt die Transportebene zwischen dem Reflektor und dem Sensor. Am Sensor wird somit die Transmission des Lichts durch den flachen Gegenstand nachgewiesen.This object is achieved by a device having the features of claim 1 and by a method having the features of claim 15. The device is characterized in that it is equipped with at least one illumination device, a transport device, at least one reflector and a sensor. The flat objects are illuminated by the illumination device with light. The transport device ensures the transport of the flat objects relative to the illumination device. The transport of the flat objects takes place along a transport plane in a transport direction predetermined by the transport device. The flat objects are conveyed successively through the transport device. The sensor is arranged offset in the transport direction to the illumination device and after the illumination device. This prevents the light from the illumination device from hitting the sensor directly when there is no flat object between the illumination device and the sensor. An overload of the sensor is avoided. In order to direct the light of the illumination device in spite of the staggered arrangement in the direction of the sensor, at least one reflector is provided. Lighting device and reflector are arranged offset in the transport direction. They are both outside the transport plane and on the same side of the transport plane, for example both above or both below the transport plane. Reflector and sensor are on different Pages of the transport level. The beam path of the light crosses the transport plane between the reflector and the sensor. The sensor thus detects the transmission of light through the flat object.

Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, den Reflektor in Verlängerung der optischen Achse der Beleuchtungseinrichtung anzuordnen. In bevorzugter Weise wird das Licht der Beleuchtungseinrichtung jedoch in Richtung des Reflektors durch Reflexion umgelenkt. Diese Reflexion erfolgt besonders bevorzugt durch die flachen Gegenstände selbst. Sie kann jedoch auch durch einen weiteren Reflektor erfolgen. Bei der bevorzugten Ausführungsform mit der Reflexion durch die flachen Gegenstände ist die Beleuchtungseinrichtung mit ihrer optischen Achse in Richtung der Transportebene ausgerichtet. Befindet sich am Schnittpunkt der optischen Achse der Beleuchtungseinrichtung einerseits und der Transportebene andererseits ein flacher Gegenstand, so wird das Licht der Beleuchtungseinrichtung an der Oberfläche des flachen Gegenstands reflektiert und gelangt zu dem Reflektor. Befindet sich kein flacher Gegenstand an dem Schnittpunkt, wird das Licht der Beleuchtungseinrichtung nicht in Richtung des Reflektors umgelenkt. In diesem Fall wird kein Licht der Beleuchtungseinrichtung durch den Sensor nachgewiesen.In principle, it is possible to arrange the reflector in extension of the optical axis of the illumination device. Preferably, however, the light of the illumination device is deflected in the direction of the reflector by reflection. This reflection is particularly preferably by the flat objects themselves. However, it can also be done by a further reflector. In the preferred embodiment with the reflection by the flat objects, the illumination device is aligned with its optical axis in the direction of the transport plane. If a flat object is located at the intersection of the optical axis of the illumination device on the one hand and the transport plane on the other hand, the light of the illumination device is reflected on the surface of the flat object and reaches the reflector. If no flat object is located at the point of intersection, the light of the illumination device is not deflected in the direction of the reflector. In this case, no light of the illumination device is detected by the sensor.

Die Beleuchtungseinrichtung beleuchtet die flachen Gegenstände über ihre gesamte Breite senkrecht zur Transportrichtung. Damit werden die flachen Gegenstände während des Transports vollständig ausgeleuchtet. Die Beleuchtungseinrichtung kann mit mehreren Lichtquellen, beispielsweise mit Licht emittierenden Dioden ausgestattet sein.The illumination device illuminates the flat objects over their entire width perpendicular to the transport direction. Thus, the flat objects are fully illuminated during transport. The illumination device can be equipped with a plurality of light sources, for example with light-emitting diodes.

Es kann sich um eine Beleuchtungseinrichtung zum kontinuierlichen Abstrahlen von Licht oder zur Erzeugung von Lichtpulsen handeln. Werden Lichtpulse erzeugt, so besteht die Möglichkeit, zeitlich versetzt Lichtpulse unterschiedlicher Wellenlängenbereiche abzustrahlen und verschiedene Merkmale der flachen Gegenstände zu untersuchen. In diesem Fall muss entweder ein Sensor eingesetzt werden, der das Licht der verschiedenen Wellenlängenbereiche nachweisen kann oder es müssen verschiedene Sensoren für die verschiedenen Wellenlängenbereiche verwendet werden.It may be an illumination device for the continuous emission of light or for the generation of light pulses. If light pulses are generated, it is possible to emit light pulses of different wavelength ranges offset in time and to examine different features of the flat objects. In this case, either a sensor can be used, which can detect the light of the different wavelength ranges or different sensors must be used for the different wavelength ranges.

Die Wellenlänge des von der Beleuchtungseinrichtung abgestrahlten Lichts wird derart vorgegeben, dass bei der Transmission des Lichts durch die flachen Gegenstände eine Wechselwirkung zwischen dem Papier und dem Licht stattfindet und dieser Effekt wesentlich stärker ist als eine Wechselwirkung zwischen dem Licht und den auf dem flachen Gegenstand vorhandenen Druckfarben. Bei der am Sensor nachgewiesenen Transmission des Lichts durch die flachen Gegenstände ist eine Wechselwirkung zwischen dem Licht und den Druckfarben gegenüber der Wechselwirkung zwischen dem Licht und dem Papiersubstrat vernachlässigbar. Bevorzugt wird hierzu Licht des UV-Wellenlängenbereichs eingesetzt. Dadurch wird erreicht, dass mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung nur Merkmale nachgewiesenen werden, die das Papiersubstrat des flachen Gegenstands und die Faserstruktur betreffen. Merkmale, die mittels Druckfarben auf dem flachen Gegenstand erzeugt wurden, sind demgegenüber vernachlässigbar. Die Empfindlichkeit des Sensors kann so eingestellt werden, dass Merkmale betreffend Druckfarben nicht angezeigt werden. Damit werden mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung in der Faserstruktur des Papiers eines Gegenstands enthaltene Sicherheitsmerkmale von mittels Druckfarben simulierten Sicherheitsmerkmalen unterschieden und Fälschungen mit simulierten Wasserzeichen nachgewiesen.The wavelength of the light emitted by the illumination device is predetermined in such a way that, when the light passes through the flat objects, an interaction between the paper and the light takes place and this effect is considerably stronger than an interaction between the light and that present on the flat object printing inks. With the transmission of light detected by the flat objects to the sensor, an interaction between the light and the printing inks is negligible in relation to the interaction between the light and the paper substrate. For this purpose, light of the UV wavelength range is preferably used. It is thus achieved that with the device according to the invention only features are detected which relate to the paper substrate of the flat article and the fiber structure. Features produced by means of printing inks on the flat object, on the other hand, are negligible. The sensitivity of the sensor can be adjusted so that features regarding inks are not displayed. Thus, with the device according to the invention in the fiber structure of the paper of an object contained security features distinguished by ink simulated security features and detected counterfeits with simulated watermark.

Der Reflektor nimmt das von der Beleuchtungseinrichtung abgestrahlte und gegebenenfalls an einem transportierten flachen Gegenstand oder einer Oberfläche der Vorrichtung reflektierte Licht auf und reflektiert es in Richtung der Transportebene. Dort trifft das Licht auf einen in Transportrichtung transportierten flachen Gegenstand. Dabei sorgt der Reflektor dafür, dass die zu untersuchenden Gegenstände möglichst großflächig ausgeleuchtet werden. Insbesondere werden die Gegenstände über ihre gesamte Breite senkrecht zur Transportrichtung ausgeleuchtet.The reflector picks up the light emitted by the illumination device and optionally reflected on a transported flat object or a surface of the device and reflects it in the direction of the transport plane. There, the light hits a flat object transported in the transport direction. The reflector ensures that the objects to be examined are illuminated as large as possible. In particular, the objects are illuminated over their entire width perpendicular to the transport direction.

Die Vorrichtung kann mit einem weiteren Reflektor ausgestattet sein, um das Licht nach der Transmission durch einen flachen Gegenstand umzulenken und erneut auf den flachen Gegenstand zu richten. In diesem Fall ist der Sensor auf derselben Seite der Transportebene angeordnet wie die Beleuchtungseinrichtung und der erste Reflektor. Die Intensität des Lichts, das den Sensor erreicht, ist aufgrund einer ersten und einer zweiten Transmission stark reduziert. Um an dem Sensor einen Effekt betreffend die Faserstruktur eines flachen Gegenstands nachweisen zu können, muss in diesem Fall die Intensität des Lichts der Beleuchtungseinrichtung ausreichend hoch sein.The device may be provided with another reflector to redirect the light after transmission through a flat object and to direct it again to the flat object. In this case, the sensor is arranged on the same side of the transport plane as the illumination device and the first reflector. The intensity of the light reaching the sensor is greatly reduced due to a first and a second transmission. In this case, in order to be able to detect an effect on the fiber structure of a flat object on the sensor, the intensity of the light of the illumination device must be sufficiently high.

Der Sensor erstreckt sich bevorzugt ebenfalls senkrecht zur Transportrichtung über die gesamte Breite, die von den flachen Gegenständen bei ihrem Transport abgedeckt wird. Auf diese Weise können die flachen Gegenstände bei ihrem Transport vollständig abgetastet werden, um sämtliche Merkmale zu erfassen. Der Sensor erlaubt eine ortsaufgelöste Erfassung des durch die Gegenstände aufgrund von Transmission hindurch getretenen Lichts. Das Ergebnis wird zur Auswertung mit den für einen echten flachen Gegenstand vorgegebenen Messdatenmuster verglichen.The sensor preferably also extends perpendicular to the transport direction over the entire width, which is covered by the flat objects during their transport. In this way, the flat objects can be completely scanned during their transport to capture all the features. The sensor allows a spatially resolved detection of the light transmitted through the articles due to transmission. The result is compared for evaluation with the given for a real flat object measurement data pattern.

Die Transporteinrichtung sorgt für einen kontinuierlichen Transport der flachen Gegenstände relativ zu der Beleuchtungseinrichtung, dem Reflektor und dem Sensor, so dass die flachen Gegenstände nacheinander untersucht werden können. Die Beleuchtung der flachen Gegenstände erfolgt während des Transports. Da selbst eine hohe Transportgeschwindigkeit klein ist gegenüber der Lichtgeschwindigkeit, können die flachen Gegenstände im Bezug auf die Beleuchtung und die Auswertung als ruhend angesehen werden.The transport means provides for a continuous transport of the flat objects relative to the illumination device, the reflector and the sensor so that the flat objects can be examined one after the other. The lighting of the flat objects takes place during the transport. Since even a high transport speed is small compared to the speed of light, the flat objects can be regarded as dormant with respect to illumination and evaluation.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Beleuchtungseinrichtung mit ihrer optischen Achse in Richtung der Transportebene ausgerichtet. Die optische Achse ist dabei die zentrale Gerade, um die die Beleuchtungseinrichtung das Licht symmetrisch abstrahlt. Ist die Beleuchtungseinrichtung mit mehreren Lichtquellen in einer Reihe ausgestattet, so weist jede der Lichtquellen eine optische Achse auf, wobei jede der optischen Achsen in Richtung der Transportebene ausgerichtet ist. Bevorzugt sind alle optischen Achsen parallel. Das von der Beleuchtungseinrichtung abgestrahlte Licht trifft damit direkt auf die mittels der Transporteinrichtung transportierten Gegenstände und wird zumindest teilweise an der Oberfläche der Gegenstände reflektiert. Licht, das die flachen Gegenstände aufgrund von Transmission durchdringt, wird ausgeblendet und gelangt daher nicht zu dem Sensor. Hierzu ist auf der der Beleuchtungseinrichtung abgewandten Seite der Transportebene in Verlängerung der optischen Achse beispielsweise eine Abschirmung in Richtung des Sensors vorgesehen. Ferner kann dafür Sorge getragen werden, dass auf der der Beleuchtungseinrichtung abgewandten Seite keine das Licht der Beleuchtungseinrichtung reflektierende Oberfläche vorhanden ist, um zu verhindern, dass das Licht nach der Transmission durch einen Gegenstand erneut in den Strahlengang der Vorrichtung gelangt und auf den Reflektor trifft.According to an advantageous embodiment of the invention, the illumination device is aligned with its optical axis in the direction of the transport plane. The optical axis is the central straight line around which the illumination device emits the light symmetrically. Is the lighting device with equipped with a plurality of light sources in a row, each of the light sources has an optical axis, wherein each of the optical axes is aligned in the direction of the transport plane. Preferably, all optical axes are parallel. The light emitted by the illumination device thus hits directly on the objects transported by means of the transport device and is at least partially reflected on the surface of the objects. Light that penetrates the flat objects due to transmission fades out and therefore does not get to the sensor. For this purpose, on the side facing away from the illumination device side of the transport plane in extension of the optical axis, for example, a shield in the direction of the sensor is provided. Furthermore, care can be taken that no light reflecting surface of the illumination device is present on the side facing away from the illumination device in order to prevent the light, after transmission through an object, from reentering the beam path of the device and striking the reflector.

Durch die Reflexion des Lichts an den flachen Gegenständen wird die Intensität des Lichts der Beleuchtungseinrichtung reduziert. Ferner wird nur dann Licht in Richtung des Reflektors geleitet, wenn sich ein flacher Gegenstand an der Beleuchtungseinrichtung befindet. Dadurch wird verhindert, dass das Licht der Beleuchtungseinrichtung ohne Reduzierung der Intensität direkt zum Sensor gelangt. Ferner wird durch die Reflexion des Lichts an den flachen Gegenständen an dem Sensor ein Referenzsignal erzeugt, welches mit dem aufgrund von Transmission erzeugten Signal verglichen werden kann. Befindet sich ein flacher Gegenstand bereits im Bereich der Beleuchtungseinrichtung aber noch nicht im Strahlengang zwischen dem Reflektor und dem Sensor, so wurde das am Sensor ankommende Licht zwar an dem flachen Gegenstand reflektiert, aber eine Transmission durch den flachen Gegenstand hat nicht stattgefunden. Das dabei gewonnene Signal kann für den betreffenden Gegenstand bei der Auswertung als Referenzsignal herangezogen werden. Darüber hinaus kann das Referenzsignal auch gewonnen werden, wenn sich der flache Gegenstand sowohl im Bereich der Beleuchtungseinrichtung als auch zwischen dem Reflektor und dem Sensor befindet. In diesem Fall wird das Referenzsignal in einem Bereich des flachen Gegenstands bestimmt, in dem die Fasern gleichmäßig verteilt sind. Das Referenzsignal hat den Vorteil, dass für jedes Papiersubstrat ein Vergleich, insbesondere im Bereich der das Sicherheitsmerkmal enthaltenden Faserstrukturen, mit dem Referenzsignal durchgeführt werden kann. Dadurch kann der Einfluss, den das Papiersubstrat bei gleichmäßiger Faserverteilung bei der Transmission auf die Lichtintensität ausübt, von dem Einfluss, den bei demselben Papiersubstrat ein in der Faserstruktur enthaltenes oder nicht enthaltenes Sicherheitsmerkmal bei der Transmission auf die Lichtintensität ausübt, unterschieden werden. In diesem Fall ist eine relative Auswertung möglich. Dies ist insbesondere deshalb von Vorteil, da bei flachen Gegenständen, insbesondere bei Banknoten, verschiedenen Papiersubstrate zum Einsatz kommen und die Sicherheitsmerkmale in der Faserstruktur für alle Arten von Papiersubstraten sicher erkannt werden sollen.The reflection of the light on the flat objects reduces the intensity of the light of the illumination device. Furthermore, light is only directed in the direction of the reflector when a flat object is located on the illumination device. This prevents the light of the illumination device from reaching the sensor directly without reducing the intensity. Furthermore, reflection of the light at the flat objects on the sensor generates a reference signal which can be compared with the signal generated due to transmission. If a flat object is already in the area of the illumination device but not yet in the beam path between the reflector and the sensor, then the light arriving at the sensor has been reflected on the flat object, but transmission through the flat object has not taken place. The signal obtained in this case can be used for the relevant object in the evaluation as a reference signal. In addition, the reference signal can also be obtained when the flat object in both the lighting device as also located between the reflector and the sensor. In this case, the reference signal is determined in an area of the flat article in which the fibers are evenly distributed. The reference signal has the advantage that a comparison, in particular in the area of the fiber structure containing the security feature, can be carried out with the reference signal for each paper substrate. Thus, the influence that the paper substrate exerts on the light intensity with uniform fiber distribution in transmission can be distinguished from the influence on the light intensity of a security feature included or not included in the fiber structure in the same paper substrate. In this case, a relative evaluation is possible. This is particularly advantageous because flat objects, in particular banknotes, use different paper substrates and the security features in the fiber structure are to be reliably detected for all types of paper substrates.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen der Beleuchtungseinrichtung und dem Reflektor eine die direkte Einstrahlung von Licht der Beleuchtungseinrichtung auf den Reflektor verhindernde Abtrennung angeordnet. Damit kann das Licht von der Beleuchtungseinrichtung nur dann zum Reflektor gelangen, wenn es an einem transportierten flachen Gegenstand reflektiert wird. Streulicht wird zwar nicht vollständig aber weitestgehend vermieden, wenn die Abtrennung eine kleine Öffnung für das Licht aufweist, wobei die Öffnung um den vorgesehenen Strahlengang zentriert ist.According to a further advantageous embodiment of the invention, a direct irradiation of light of the illumination device on the reflector preventing separation is arranged between the illumination device and the reflector. Thus, the light from the illumination device can only reach the reflector when it is reflected on a transported flat object. Although scattered light is not completely but largely avoided when the separation has a small opening for the light, wherein the opening is centered around the intended beam path.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Transportebene durch mindestens ein flaches, ebenes Bauteil vorgegeben. Dabei ist das flache ebene Bauteil für das Licht der Beleuchtungseinrichtung transparent. Bei dem flachen ebenen Bauteil kann es sich beispielsweise um eine transparente Glasplatte handeln. Dieses flache, ebene Bauteil sorgt dafür, dass die flachen Gegenstände in der Transportebene verbleiben und nicht von der vorgesehenen Transportstrecke abweichen. Ferner schützt sie die Beleuchtungseinrichtung und den Reflektor vor dem Eindringen von Staub und sonstigen Verschmutzungen.According to a further advantageous embodiment of the invention, the transport plane is predetermined by at least one flat, flat component. The flat planar component is transparent to the light of the illumination device. The flat flat component may, for example, be a transparent glass plate. This flat, flat component ensures that the flat objects remain in the transport plane and do not deviate from the intended transport route. It also protects the Lighting device and the reflector against the ingress of dust and other dirt.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das flache ebene Bauteil in dem Bereich, in dem die mindestens eine optische Achse der Beleuchtungseinrichtung die Transportebene schneidet, mit mindestens einer reflektierenden Schicht ausgestattet um das Licht der Beleuchtungseinrichtung zu dem Reflektor zu reflektieren.According to a further advantageous embodiment of the invention, the flat planar component in the region in which the at least one optical axis of the illumination device intersects the transport plane, equipped with at least one reflective layer to reflect the light of the illumination device to the reflector.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Beleuchtungseinrichtung und der Reflektor auf der einen Seite des flachen, ebenen Bauteils und der Sensor auf der anderen Seite des flachen, ebenen Bauteils angeordnet. Es handelt sich damit um eine Vorrichtung in zwei Ebenen: eine erste Ebene mit der Beleuchtungseinrichtung und dem Reflektor und eine zweite Ebene mit dem Sensor. Dazwischen befindet sich die Transportebene.According to a further advantageous embodiment of the invention, the illumination device and the reflector are arranged on one side of the flat, planar component and the sensor on the other side of the flat, planar component. This is a device in two levels: a first level with the illumination device and the reflector and a second level with the sensor. In between is the transport level.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Beleuchtungseinrichtung mindestens eine UV-Lichtquelle. Licht des ultravioletten Wellenlängenbereichs ist besonders geeignet um die Faserstruktur von flachen Gegenständen aus Papier zu untersuchen.According to a further advantageous embodiment of the invention, the illumination device comprises at least one UV light source. Light of the ultraviolet wavelength range is particularly useful to study the fiber structure of flat articles of paper.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Beleuchtungseinrichtung, der Reflektor und der Sensor gegen das Eindringen von Umgebungslicht abgeschirmt. Dadurch wird verhindert, dass die Messung der Transmission von Licht der Beleuchtungseinrichtung durch einen flachen Gegenstand durch Umgebungslicht beeinflusst oder beeinträchtigt wird.According to a further advantageous embodiment of the invention, the illumination device, the reflector and the sensor are shielded against the penetration of ambient light. This prevents the measurement of the transmission of light of the illumination device by a flat object from being influenced or impaired by ambient light.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Reflektor mindestens eine ebene, reflektierende Oberfläche auf. Diese kann beispielsweise Teil einer Platte sein.According to a further advantageous embodiment of the invention, the reflector has at least one planar, reflective surface. This can for example be part of a plate.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Reflektor eine quaderförmige Kammer mit nach innen weisenden reflektierenden Oberflächen und mit Öffnungen für den Strahlengang auf. Die Kammer verhindert das Eindringen von Umgebungslicht oder direktem Licht von der Beleuchtungseinrichtung.According to a further advantageous embodiment of the invention, the reflector has a cuboid chamber with inwardly facing reflective surfaces and openings for the beam path. The chamber prevents the ingress of ambient light or direct light from the illumination device.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Reflektor gewölbt. Es handelt sich bevorzugt um eine Wölbung nach innen, so dass das einfallende Licht in Richtung der Transportebene gebündelt wird.According to a further advantageous embodiment of the invention, the reflector is curved. It is preferably a curvature inwards, so that the incident light is bundled in the direction of the transport plane.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Sensor eine senkrecht zur Transportrichtung ausgerichtete Zeilenkamera.According to a further advantageous embodiment of the invention, the sensor comprises a line scan camera aligned perpendicular to the transport direction.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Zeilenkamera in einem Gehäuse mit einem schmalen Eintrittsspalt für das von dem Reflektor reflektierte Licht der Beleuchtungseinrichtung angeordnet. Der schmale Eintrittsspalt ermöglicht das Eindringen des von dem Reflektor reflektierten Lichts und unterdrückt das Eindringen von Umgebungslicht. In bevorzugter Weise reicht der Spalt bis an die Transportebene heran.According to a further advantageous embodiment of the invention, the line scan camera is arranged in a housing with a narrow entrance slit for the light reflected by the reflector of the illumination device. The narrow entrance slit allows penetration of the light reflected from the reflector and suppresses the ingress of ambient light. Preferably, the gap reaches up to the transport plane.

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 15 zeichnet sich dadurch aus, dass das Licht einer Beleuchtungseinrichtung an mindestens einem Reflektor reflektiert wird und nach der Reflektion auf einen flachen Gegenstand gerichtet wird. Ein Sensor erfasst die Transmission des Lichts durch den Gegenstand. Während der Beleuchtung und Auswertung wird der flache Gegenstand in einer Transportebene in einer vorgegebenen Transportrichtung transportiert. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann zur Durchführung des Verfahrens eingesetzt werden.The inventive method with the features of claim 15 is characterized in that the light of a lighting device is reflected at least one reflector and is directed to a flat object after reflection. A sensor detects the transmission of light through the object. During illumination and evaluation, the flat object is transported in a transport plane in a predetermined transport direction. The device according to the invention can be used to carry out the method.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Beleuchtungseinrichtung zu einem ersten Beleuchten der flachen Gegenstände mit ihrer mindestens einen optischen Achse auf die Transportebene ausgerichtet. Das von den flachen Gegenständen reflektierte Licht der Beleuchtungseinrichtung wird mittels des Reflektors zu einem zweiten Beleuchten der flachen Gegenstände in Richtung der Transportebene geleitet.According to an advantageous embodiment of the invention, the illumination device is aligned to a first illumination of the flat objects with its at least one optical axis to the transport plane. The reflected light from the flat objects of the illumination device is guided by means of the reflector to a second illumination of the flat objects in the direction of the transport plane.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüche zu entnehmen.Further advantages and advantageous embodiments of the invention will become apparent from the following description, the drawings and the claims.

drawing

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Es zeigen:

Figur 1: erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Nachweis von in der Faserstruktur enthaltenen Sicherheitsmerkmalen bei flachen Gegenständen aus Papier in Seitenansicht,
Figur 2: zweites Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Nachweis von in der Faserstruktur enthaltenen Sicherheitsmerkmalen bei flachen Gegenständen aus Papier in Seitenansicht.

In the drawing, two embodiments of the device according to the invention are shown. Show it:

FIG. 1: First exemplary embodiment of a device for detecting security features contained in the fiber structure in the case of flat objects made of paper in side view,
FIG. 2: Second embodiment of an apparatus for detecting security features contained in the fiber structure in flat objects made of paper in side view.

Description of the embodiments

Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Nachweis von in der Faserstruktur enthaltenen Sicherheitsmerkmalen bei flachen Gegenständen aus Papier mit einer Beleuchtungseinrichtung 1, einer in der Zeichnung nicht dargestellten Transporteinrichtung, einem Reflektor 2 und einem Sensor 3. Die Vorrichtung dient zum Nachweis von Sicherheitsmerkmalen in Form von Wasserzeichen in flachen Gegenständen 4. Bei den flachen Gegenständen handelt es sich um Banknoten. Die flachen Gegenstände 4 werden durch die Transporteinrichtung in Transportrichtung 5 entlang einer Transportebene 6 transportiert. FIG. 1 shows a first embodiment of an apparatus for detecting security features contained in the fiber structure in flat objects made of paper with a lighting device 1, a transport device, not shown in the drawing, a reflector 2 and a sensor 3. The device is used to detect security features in the form of watermarks in flat objects 4. The flat objects are banknotes. The flat objects 4 are transported by the transport device in the transport direction 5 along a transport plane 6.

Die Beleuchtungseinrichtung 1 und der Reflektor 2 bilden eine Einheit unterhalb der Transportebene 6, die als optischer Sender bezeichnet wird. Beleuchtungseinrichtung 1 und Reflektor 2 befinden sich in einem gemeinsamen Gehäuse 7, welches die Einheit vor dem Eindringen von Umgebungslicht und von Verunreinigungen schützt. Zwischen der Beleuchtungseinrichtung 1 und dem Reflektor 2 ist eine Abtrennung 8 angeordnet, die verhindert, dass das Licht der Beleuchtungseinrichtung direkt in Richtung des Reflektors 2 strahlt. Dank dieser Abtrennung gelangt das Licht der Beleuchtungseinrichtung 1 nur nach einer Reflektion an einem flachen Gegenstand 4 zum Reflektor 2.The illumination device 1 and the reflector 2 form a unit below the transport plane 6, which is referred to as optical transmitter. Lighting device 1 and reflector 2 are located in a common housing 7, which protects the unit from the ingress of ambient light and impurities. Between the illumination device 1 and the reflector 2, a partition 8 is arranged, which prevents the light of the illumination device from radiating directly in the direction of the reflector 2. Thanks to this separation, the light of the illumination device 1 reaches the reflector 2 only after reflection on a flat object 4.

Der Sensor 3 bildet zusammen mit einem ihn umgebenden Gehäuse 9 eine zweite Einheit, die als optischer Empfänger bezeichnet wird.The sensor 3, together with a surrounding housing 9, a second unit, which is referred to as an optical receiver.

Die Beleuchtungseinrichtung strahlt Licht in Richtung der Transportebene 6 ab. Dort trifft das Licht ein erstes Mal auf einen flachen Gegenstand 4, wird an dessen Oberfläche reflektiert und gelangt zum Reflektor 2. Von dort trifft das Licht ein zweites Mal auf den flachen Gegenstand 4. Der Sensor 3 erfasst das aufgrund von Transmission durch den flachen Gegenstand hindurch getretene Licht. Aufgrund der großflächigen Beleuchtung des flachen Gegenstands 4 durch die Beleuchtungseinrichtung 1 und den Reflektor 2 und aufgrund der Erfassung der Transmission über die gesamte Breite des flachen Gegenstands senkrecht zur Transportrichtung sowie aufgrund des Transports des flachen Gegenstands relativ zum Sensor wird der gesamte flache Gegenstand in zwei Dimensionen erfasst und optisch abgetastet. Der Strahlengang des Lichts von der Beleuchtungseinrichtung 1 bis zum Sensor 3 ist durch Pfeile 10 dargestellt. Figur 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Nachweis von in der Faserstruktur enthaltenen Sicherheitsmerkmalen mit einer Beleuchtungseinrichtung 11, einem Reflektor 12 und einem Sensor 13. Die Beleuchtungseinrichtung 11 besteht aus mehreren in einer Reihe oder Zeile angeordneten Licht emittierenden Dioden. Beleuchtungseinrichtung 11 und Reflektor 12 sind in einem gemeinsamen Gehäuse 14 angeordnet. Zwischen der Beleuchtungseinrichtung 11 und dem Reflektor 12 befindet sich eine Abtrennung 15 mit einer Öffnung 16 für das an einem in Figur 2 nicht dargestellten flachen Gegenstand reflektierte Licht. Das Gehäuse 14 ist nach oben durch ein ebenes flaches Bauteil 17 in Form einer Glasplatte abgedeckt. Die nach oben weisende Oberfläche dieser Glasplatte bildet die Transportebene 18. Entlang dieser Oberfläche wird ein flacher Gegenstand durch eine nicht dargestellte Transporteinrichtung transportiert. Oberhalb der Transportebene 18 ist der Sensor 13 angeordnet. Eine strahlungsdichte Abdeckung 19 schützt den Sensor vor dem Eindringen von Umgebungslicht. Über einen schmalen Eintrittsschlitz 20, der durch ein transparentes Fenster 21 abgedeckt ist, und über Stablinsen 22 gelangt das von dem Reflektor 12 reflektierte Licht zu dem Sensor 13. Durch die gegenüber der strahlungsdichten Abdeckung nach hinten versetzte Anordnung der Stablinsen 22 wird das Eindringen von Umgebungslicht zusätzlich erschwert. Die Funktionsweise dieses zweiten Ausführungsbeispiels entspricht der Vorrichtung gemäß erstem Ausführungsbeispiel.The illumination device emits light in the direction of the transport plane 6. There, the light strikes a flat object 4 for a first time, is reflected on its surface and reaches the reflector 2. From there, the light strikes the flat object 4 a second time. The sensor 3 detects this due to transmission through the flat object passed through light. Due to the large-area illumination of the flat object 4 by the illumination device 1 and the reflector 2 and due to the detection of the transmission over the entire width of the flat object perpendicular to the transport direction and due to the transport of the flat object relative to the sensor, the entire flat object in two dimensions recorded and optically scanned. The beam path of the light from the illumination device 1 to the sensor 3 is represented by arrows 10. FIG. 2 shows a second embodiment of an apparatus for detecting security features contained in the fiber structure with a lighting device 11, a reflector 12 and a sensor 13. The lighting device 11 consists of several arranged in a row or row light-emitting diodes. Lighting device 11 and reflector 12 are arranged in a common housing 14. Between the illumination device 11 and the reflector 12 is a partition 15 with an opening 16 for the at. In FIG. 2 not shown flat object reflected light. The housing 14 is covered at the top by a flat flat member 17 in the form of a glass plate. The upward-facing surface of this glass plate forms the transport plane 18. Along this surface, a flat object is transported by a transport device, not shown. Above the transport plane 18, the sensor 13 is arranged. A radiation-tight cover 19 protects the sensor from the ingress of ambient light. Via a narrow entry slot 20, which is covered by a transparent window 21, and via rod lenses 22, the light reflected by the reflector 12 reaches the sensor 13. The arrangement of the rod lenses 22, which is offset towards the radiation-tight cover, causes the penetration of ambient light additionally difficult. The operation of this second embodiment corresponds to the device according to the first embodiment.

Sämtliche Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.All features of the invention may be essential to the invention both individually and in any combination with each other.

reference numerals

11: Beleuchtungseinrichtunglighting device
22: Reflektorreflector
33: Sensorsensor
44: flacher Gegenstandflat object
55: Transportrichtungtransport direction
66: Transportebenetransport plane
77: gemeinsames Gehäuse von Beleuchtungseinrichtung und Reflektorcommon housing of lighting device and reflector
88th: Abtrennungseparation
99: Gehäuse des SensorsHousing of the sensor
1010: Strahlengangbeam path
1111: Beleuchtungseinrichtunglighting device
1212: Reflektorreflector
1313: Sensorsensor
1414: Gehäuse der Beleuchtungseinrichtung und des ReflektorsHousing of the lighting device and the reflector
1515: Abtrennung zwischen der Beleuchtungseinrichtung und dem ReflektorSeparation between the illumination device and the reflector
1616: Öffnung in der AbtrennungOpening in the partition
1717: ebenes flaches Bauteilflat, flat component
1818: Transportebenetransport plane
1919: strahlungsdichte AbdeckungRadiation-proof cover
2020: Eintrittsschlitzentry slot
2121: transparentes Fenstertransparent window
2222: Stablinserod lens

Claims

Device for detecting security features contained in the fibrous structure in flat articles of paper with at least one illumination device (1, 11) which illuminates the flat objects (4) with light,
with a transport device which transports the flat objects (4) relative to the illumination device (1, 11) along a transport plane (6, 18) in the transport direction (5),
with at least one sensor (3, 13) arranged in the transport direction (5) for the illumination device (1, 11) and the illumination device (1, 11) for the light of the illumination device (1, 11),
with at least one reflector (2, 12) arranged in the beam path of the light between the illumination device (1, 11) and the sensor (3, 13) and illuminating the illumination device (1, 11) in the direction of the sensor (3, 13) reflected
with a beam path of the light intersecting the transport plane (6, 18) at least once between the reflector (2, 12) and the sensor (3, 13).

Apparatus according to claim 1, characterized in that the illumination device (1, 11) in the direction of the transport plane (6, 18) is aligned.

Apparatus according to claim 2, characterized in that between the illumination device (1, 11) and the reflector (2, 12) a direct irradiation of light of the illumination device (1, 11) on the reflector (2, 12) preventing separation (8 , 15) is arranged.

Apparatus according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the transport plane (6, 18) by at least one flat, planar member (17) is predetermined, and that the flat planar member (17) for the light of the illumination device (1, 11) is transparent.

Apparatus according to claim 4, characterized in that the flat planar component (17) in the region in which at least one optical axis of the illumination device (1, 11) intersects the transport plane (6, 18) is provided with at least one reflective layer, to reflect the light of the illumination device (1, 11) in the direction of the reflector (2, 12).

Apparatus according to claim 4 or 5, characterized in that the illumination device (1, 11) and the reflector (2, 12) on one side of the flat, planar component (17) and the sensor (3, 13) on the other side of the flat, planar component (17) are arranged.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the illumination device (1, 11) comprises at least one UV light source.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the illumination device (1, 11), the reflector (2, 12) and the sensor (3, 13) are shielded against the penetration of ambient light.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the reflector (2, 12) has at least one planar, reflective surface.

Apparatus according to claim 9, characterized in that the reflector (2, 12) a cuboid chamber with inwardly facing reflective Having surfaces and openings (16) for the beam path (10).

Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the reflector (2, 12) is curved.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor (3, 13) comprises a perpendicular to the transport direction (5) aligned line scan camera.

Apparatus according to claim 12, characterized in that the line scan camera is arranged in a housing with a narrow entry slit (20) for the light of the illumination device (1, 11) reflected by the reflector (2, 12).

Apparatus according to claim 13, characterized in that the entry slot (20) reaches up to the transport plane (18).

Method for detecting security features contained in the fiber structure in the case of flat objects made of paper, characterized by the following method steps: Reflecting the light of a lighting device (1, 11) on at least one reflector (2, 12),

Transporting the flat object (4) with a transport device in a transport plane (6, 18) in the transport direction (5) relative to the illumination device (1, 11),

Illuminating the flat object (4) with the light of the illumination device (1, 11) reflected by the reflector (2, 12),

Detecting the transmission of the light through the flat object (4) by means of a sensor (3, 13),

Evaluating the light detected by means of the sensor (3, 13).

A method according to claim 15, characterized in that the illumination device (1, 11) is aligned to a first illumination of the flat objects with its at least one optical axis to the transport plane (6, 18), and that of the flat objects (4). reflected light of the illumination device (1, 11) by means of the reflector (2, 12) to a second illumination of the flat objects in the direction of the transport plane (6, 18) is passed.

A method according to claim 16, characterized in that the reflector (2, 12) is shielded against the direct irradiation of light of the illumination device (1, 11).

A method according to claim 15 or 16, characterized in that the beam path between the illumination device (1, 11) and the sensor (3, 13) is shielded against the ingress of ambient light.