EP3624073A1 - Dokumentenleser zum optischen erfassen eines identifikationsdokumentes - Google Patents

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EP3624073A1
EP3624073A1 EP19194344.8A EP19194344A EP3624073A1 EP 3624073 A1 EP3624073 A1 EP 3624073A1 EP 19194344 A EP19194344 A EP 19194344A EP 3624073 A1 EP3624073 A1 EP 3624073A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
light
document
polarization filter
lighting element
identification document
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP19194344.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Wolf
Uwe Rabeler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bundesdruckerei GmbH
Original Assignee
Bundesdruckerei GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bundesdruckerei GmbH filed Critical Bundesdruckerei GmbH
Publication of EP3624073A1 publication Critical patent/EP3624073A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07D—HANDLING OF COINS OR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING
    • 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
    • G07D7/12—Visible light, infrared or ultraviolet radiation
    • G07D7/121—Apparatus characterised by sensor details

Definitions

  • the present invention relates to the field of document readers for the optical detection of identification documents, in particular for checking the identification documents.
  • Document readers are usually used to check identification documents, such as passports. Document readers of this type illuminate the identification documents to be checked by means of a light source and capture a digital image of the identification documents by means of an image sensor.
  • the publication DE 10 2014 205 363 A1 discloses a device for optically capturing a document, the device comprising an illuminating device and a light-guiding element for illuminating the document.
  • the present invention is based on the knowledge that the above object can be achieved by a document reader with an illumination device and a detection device, which each comprise a polarization filter.
  • the two polarization filters ensure that only desired light components, which emanate from an identification document, for example are scattered, influence the optical detection of the identification document.
  • a transparent or semi-transparent lighting element can be arranged in the beam path or on an optical axis of an image sensor, which at the same time enables a compact structure and homogeneous illumination of the identification document. As a result, the quality of optical detection of an identification document can be improved.
  • the invention relates to a document reader for optically detecting an identification document.
  • the document reader comprises a lighting device, which comprises a light source, a first polarization filter and a lighting element with a luminous surface, the light source being designed to generate light and to couple the generated light into the lighting element via the first polarization filter, the lighting element being designed to to emit coupled light via the luminous surface in the direction of the identification document.
  • the document reader further comprises a detection device, which comprises a second polarization filter and an image sensor, the image sensor being designed to detect light emanating from the identification document via the second polarization filter in order to optically detect the identification document.
  • the first polarization filter and the second polarization filter have a predetermined relative arrangement to one another. This has the advantage that the light components, which are detected by the image sensor, can be easily determined.
  • the first polarization filter is a linear polarization filter
  • the second polarization filter being a linear polarization filter.
  • the first polarization filter has a first polarization direction
  • the second polarization filter having a second polarization direction
  • the first polarization direction and the second Polarization direction are orthogonal to each other.
  • the first polarization filter is a circular polarization filter
  • the second polarization filter being a circular polarization filter.
  • the first polarization filter has a first polarization orientation
  • the second polarization filter has a second polarization orientation
  • the first polarization orientation and the second polarization orientation are opposite to one another.
  • the respective polarization orientations can be left-handed rotating or right-handed rotating, for example. This has the advantage that only light components that have undergone a circular change in polarization on the identification document are detected by the image sensor.
  • the light source comprises at least one light-emitting diode (LED). This has the advantage that the light source can be implemented in an energy-efficient and compact manner.
  • LED light-emitting diode
  • the light source is designed to generate the light in a predetermined wavelength range, in particular a white light wavelength range, a near infrared wavelength range or an ultraviolet A wavelength range. This has the advantage that wavelength-dependent surface properties of the identification document can be taken into account.
  • the lighting element has a surface with a plurality of surface recesses for reflecting the injected light within the lighting element. This has the advantage that a homogeneous emission of light can be achieved via the luminous surface.
  • the surface is a microstructured surface. This achieves the advantage that the majority of surface recesses can be implemented efficiently.
  • the surface with the plurality of surface recesses faces away from the identification document. This achieves the advantage that the proportion of light which is emitted in the direction of the identification document can be increased.
  • the lighting element is transparent or semi-transparent. This has the advantage that the coupled light can be guided efficiently in the lighting element.
  • the lighting element consists of a plastic, in particular polycarbonate. This has the advantage that the lighting element can be implemented robustly against mechanical stresses.
  • the luminous area comprises a flat luminous area. This has the advantage that the lighting element can be easily dimensioned.
  • the lighting device further comprises a mirror, the mirror being designed to reflect light at an interface of the lighting element. This has the advantage that the light losses within the lighting element can be reduced.
  • the detection device further comprises an optical element, a depth of field area of the detection device being defined by the image sensor and the optical element, and the lighting element being arranged outside the depth of field area.
  • the optical element comprises a lens or an objective. This has the advantage that the detection device can be implemented efficiently.
  • the document reader comprises a support surface for placing the identification document, the support surface and the lighting element being arranged parallel to one another. This achieves the advantage that a particularly homogeneous illumination of the identification document can be realized.
  • the invention relates to a method for optically capturing an identification document.
  • the method can be carried out using a document reader with an illumination device and a detection device.
  • the lighting device comprises a light source, a first polarization filter and a lighting element with a luminous area.
  • the detection device comprises a second polarization filter and an image sensor.
  • the method comprises generating light by the light source, coupling the generated light via the first polarization filter into the lighting element by the light source, emitting the coupled light via the luminous surface in the direction of the identification document by the lighting element, and detecting outgoing light from the identification document via the second polarization filter by the image sensor in order to optically detect the identification document.
  • the procedure can be carried out by the document reader. Further features of the method result directly from the features and / or the functionality of the document reader.
  • FIG. 1 shows a schematic diagram of a document reader 100 for optically detecting an identification document 107 according to an embodiment.
  • the document reader 100 comprises an illumination device 101, which comprises a light source 101a, a first polarization filter 101b and an illumination element 101c with a luminous surface, the light source 101a being designed to generate light and to couple the generated light into the illumination element 101c via the first polarization filter 101b , wherein the lighting element 101c is designed to emit the coupled light via the luminous surface in the direction of the identification document 107.
  • the lighting device 101 further comprises a mirror 101d, the mirror 101d being designed to reflect light at an interface of the lighting element 101c.
  • the document reader 100 further comprises a detection device 103, which comprises a second polarization filter 103a and an image sensor 103b, the image sensor 103b being designed to detect outgoing light from the identification document 107 via the second polarization filter 103a in order to optically detect the identification document 107.
  • the detection device 103 further comprises an optical element 103c, a depth of field area of the detection device 103 being defined by the image sensor 103b and the optical element 103c, and the illumination element 101c being arranged outside the depth of field area.
  • the document reader 100 further comprises a support surface 105 for placing the identification document 107, the support surface 105 and the lighting element 101c being arranged parallel to one another.
  • light components 109a are emitted by the lighting element 101c in the direction of the identification document 107.
  • light components 109b are emitted by the illumination element 101c in the direction of the image sensor 103b.
  • Light components 109c that have been scattered on the identification document 107 are transmitted by the lighting element 101c in the direction of the image sensor 103b.
  • the light components 109b and 109c can be separated from one another, for example, so that only scattered light components are detected by the image sensor 103b.
  • the illumination element 101c can be located in the document reader 100 in the beam path or on the optical axis of the image sensor 103b.
  • the lighting element 101c can in particular be transparent or semi-transparent, as a result of which it is not visible to the image sensor 103b, which optically detects the identification document 107. Due to the fact that the lighting element 101c can also be arranged outside the depth of field of the detection device 103, any Optical artifacts, which could be caused, for example, by a microstructured surface of the illumination element 101c, are not visible to the image sensor 103b. Such optical artifacts could undesirably impair the further processing of the optically recorded identification document 107 and also lead to an unusual optical impression.
  • the suitable orientation or alignment of the first polarization filter 101b and the second polarization filter 103a relative to one another can furthermore eliminate the light components 109b which are not emitted or coupled out in the direction of the identification document 107.
  • the light components 109b could adversely affect the optical detection of the identification document 107, in particular with regard to the dynamics.
  • the illumination of the identification document 107 can be implemented in a compact manner.
  • the illumination element 101c can be so far away from the object plane in the form of the support surface 105 for the identification document 107 that it no longer lies in the depth of field, and in particular the details of any microstructured surface that are visible directly on the object plane are no longer shown .
  • the first polarization filter 101b can ensure that appropriately polarized light is coupled into the illumination element 101c.
  • the lighting element 101c can be regarded as a generalized glass fiber.
  • the light source 101a can generate light for a predetermined wavelength range, in particular a white light wavelength range, a near infrared wavelength range (NIR) or an ultraviolet A wavelength range (UV-A).
  • the first polarization filter 101b can in each case be coupled in the desired polarization direction or polarization orientation.
  • the applied identification document 107 is thus exposed to light in a specific polarization direction. This light is diffused, for example, on the identification document 107.
  • the second polarization filter 103a can be fitted such that it is orthogonal or opposite to the polarization direction or polarization orientation of the light illuminating the identification document 107.
  • the light diffusely scattered on the identification document 107 is thus detected by the image sensor 103b with the optical element 103c. Furthermore, potential reflections on the identification document 107 are thus reduced.
  • the reduction in light intensity caused by the polarization can be compensated for, for example, by increasing the intensity of the light source 101a.
  • the concept described can be extended to several light sources with a corresponding number of polarization filters.
  • the light sources can each be provided for different wavelength ranges.
  • Fig. 1a shows a schematic diagram of a lighting element 101c according to an embodiment.
  • the lighting element 101c has a surface with a plurality of surface recesses for reflecting the coupled light within the lighting element 101c.
  • the surface can be, for example, a microstructured surface which has surface recesses in the millimeter range or micrometer range.
  • the surface with the plurality of surface recesses faces away from the identification document 107.
  • the lighting element 101c can consist, for example, of a plastic, in particular of polycarbonate.
  • Light components 109a are emitted in the direction of the identification document 107.
  • Light components 109b are emitted in the direction of the image sensor 103b.
  • a light component of 90% is attributable to the light components 109a and a light component of 10% to the light components 109b.
  • FIG. 1 shows a schematic diagram of a method 200 for optically capturing an identification document according to an embodiment.
  • the method 200 can be carried out using a document reader with an illumination device and a detection device.
  • the lighting device comprises a light source, a first polarization filter and a lighting element with a luminous area.
  • the detection device comprises a second polarization filter and an image sensor.
  • the method 200 includes generating 201 light by the light source, coupling 203 the generated light via the first polarization filter into the lighting element by the light source, emitting 205 the coupled light via the luminous surface in the direction of the identification document by the lighting element, and detecting 207 of light emanating from the identification document via the second polarization filter through the image sensor in order to optically detect the identification document.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Dokumentenleser (100) zum optischen Erfassen eines Identifikationsdokumentes (107). Der Dokumentenleser (100) umfasst eine Beleuchtungseinrichtung (101), welche eine Lichtquelle (101a), einen ersten Polarisationsfilter (101b) und ein Beleuchtungselement (101c) mit einer Leuchtfläche umfasst, wobei die Lichtquelle (101a) ausgebildet ist, Licht zu erzeugen und das erzeugte Licht über den ersten Polarisationsfilter (101b) in das Beleuchtungselement (101c) einzukoppeln, wobei das Beleuchtungselement (101c) ausgebildet ist, das eingekoppelte Licht über die Leuchtfläche in Richtung des Identifikationsdokumentes (107) zu emittieren. Der Dokumentenleser (100) umfasst ferner eine Erfassungseinrichtung (103), welche einen zweiten Polarisationsfilter (103a) und einen Bildsensor (103b) umfasst, wobei der Bildsensor (103b) ausgebildet ist, ausgehendes Licht von dem Identifikationsdokument (107) über den zweiten Polarisationsfilter (103a) zu erfassen, um das Identifikationsdokument (107) optisch zu erfassen. Ferner betrifft die Erfindung ein korrespondierendes Verfahren.

Description

    TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Dokumentenleser zum optischen Erfassen von Identifikationsdokumenten, insbesondere zur Prüfung der Identifikationsdokumente.
    • TECHNISCHER HINTERGRUND
  • Zur Prüfung von Identifikationsdokumenten, wie beispielsweise von Reisepässen, werden üblicherweise Dokumentenleser eingesetzt. Derartige Dokumentenleser beleuchten die zu prüfenden Identifikationsdokumente mittels einer Lichtquelle und erfassen ein digitales Bild der Identifikationsdokumente mittels eines Bildsensors.
  • Übliche Dokumentenleser beleuchten die zu prüfenden Identifikationsdokumente in der Regel diffus und nehmen damit einhergehende potentielle Farbverfälschungen bei der Erfassung des digitalen Bildes in Kauf. Bei anderen üblichen Dokumentenlesern werden die Identifikationsdokumente von der Seite beleuchtet, wodurch die Beleuchtung eine größere Inhomogenität aufweisen kann. Zudem können bestimmte optische Effekte durch das Ansprechen von Sicherheitsmerkmalen, wie beispielsweise von Hologrammen, auftreten. Eine hinreichende Homogenität der Beleuchtung ist dabei selten gegeben, wodurch eine nachträgliche Korrektur der digitalen Bilder per Software häufig erforderlich ist.
  • Die Druckschrift DE 10 2014 205 363 A1 offenbart eine Vorrichtung zur optischen Erfassung eines Dokumentes, wobei die Vorrichtung eine Beleuchtungseinrichtung und ein Lichtleitelement zur Beleuchtung des Dokumentes umfasst.
    • BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein effizientes Konzept zum optischen Erfassen eines Identifikationsdokumentes zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Beschreibung, der Zeichnungen sowie der abhängigen Ansprüche.
  • Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass die obige Aufgabe durch einen Dokumentenleser mit einer Beleuchtungseinrichtung und einer Erfassungseinrichtung gelöst werden kann, welche jeweils einen Polarisationsfilter umfassen. Durch die beiden Polarisationsfilter wird erreicht, dass nur gewünschte Lichtkomponenten, welche von einem Identifikationsdokument ausgehen, beispielsweise gestreut werden, die optische Erfassung des Identifikationsdokumentes beeinflussen. Ferner kann ein transparentes oder halbtransparentes Beleuchtungselement im Strahlengang bzw. auf einer optischen Achse eines Bildsensors angeordnet werden, wodurch zugleich ein kompakter Aufbau sowie eine homogene Beleuchtung des Identifikationsdokumentes ermöglicht wird. Folglich kann die Qualität der optischen Erfassung eines Identifikationsdokumentes verbessert werden.
  • Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung einen Dokumentenleser zum optischen Erfassen eines Identifikationsdokumentes. Der Dokumentenleser umfasst eine Beleuchtungseinrichtung, welche eine Lichtquelle, einen ersten Polarisationsfilter und ein Beleuchtungselement mit einer Leuchtfläche umfasst, wobei die Lichtquelle ausgebildet ist, Licht zu erzeugen und das erzeugte Licht über den ersten Polarisationsfilter in das Beleuchtungselement einzukoppeln, wobei das Beleuchtungselement ausgebildet ist, das eingekoppelte Licht über die Leuchtfläche in Richtung des Identifikationsdokumentes zu emittieren. Der Dokumentenleser umfasst ferner eine Erfassungseinrichtung, welche einen zweiten Polarisationsfilter und einen Bildsensor umfasst, wobei der Bildsensor ausgebildet ist, ausgehendes Licht von dem Identifikationsdokument über den zweiten Polarisationsfilter zu erfassen, um das Identifikationsdokument optisch zu erfassen.
  • Gemäß einer Ausführungsform weisen der erste Polarisationsfilter und der zweite Polarisationsfilter eine vorbestimmte relative Anordnung zueinander auf. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die Lichtkomponenten, welche von dem Bildsensor erfasst werden, einfach festgelegt werden können.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist der erste Polarisationsfilter ein linearer Polarisationsfilter, wobei der zweite Polarisationsfilter ein linearer Polarisationsfilter ist. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass Oberflächeneigenschaften des Identifikationsdokumentes, welche linear polarisierte Lichtkomponenten beeinflussen, berücksichtigt werden können.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist der erste Polarisationsfilter eine erste Polarisationsrichtung auf, wobei der zweite Polarisationsfilter eine zweite Polarisationsrichtung aufweist, und wobei die erste Polarisationsrichtung und die zweite Polarisationsrichtung orthogonal zueinander sind. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass lediglich Lichtkomponenten von dem Bildsensor erfasst werden, welche eine lineare Polarisationsveränderung an dem Identifikationsdokument erfahren haben.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist der erste Polarisationsfilter ein zirkularer Polarisationsfilter, wobei der zweite Polarisationsfilter ein zirkularer Polarisationsfilter ist. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass Oberflächeneigenschaften des Identifikationsdokumentes, welche zirkular polarisierte Lichtkomponenten beeinflussen, berücksichtigt werden können.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist der erste Polarisationsfilter eine erste Polarisationsorientierung auf, wobei der zweite Polarisationsfilter eine zweite Polarisationsorientierung aufweist, und wobei die erste Polarisationsorientierung und die zweite Polarisationsorientierung entgegengesetzt zueinander sind. Die jeweiligen Polarisationsorientierungen können beispielsweise links-händisch rotierend oder rechtshändisch rotierend sein. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass lediglich Lichtkomponenten von dem Bildsensor erfasst werden, welche eine zirkulare Polarisationsveränderung an dem Identifikationsdokument erfahren haben.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Lichtquelle zumindest eine Leuchtdiode (engl. Light-Emitting-Diode, LED). Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die Lichtquelle energieeffizient und kompakt implementiert werden kann.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Lichtquelle ausgebildet, das Licht in einem vorbestimmten Wellenlängenbereich, insbesondere einem Weißlicht-Wellenlängenbereich, einem Nah-Infrarot-Wellenlängenbereich oder einem Ultraviolett-A-Wellenlängenbereich, zu erzeugen. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass wellenlängenabhängige Oberflächeneigenschaften des Identifikationsdokumentes berücksichtigt werden können.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist das Beleuchtungselement eine Oberfläche mit einer Mehrzahl von Oberflächenausnehmungen zum Reflektieren des eingekoppelten Lichts innerhalb des Beleuchtungselements auf. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass eine homogene Emission des Lichts über die Leuchtfläche realisiert werden kann.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Oberfläche eine mikrostrukturierte Oberfläche. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die Mehrzahl von Oberflächenausnehmungen effizient realisiert werden kann.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Oberfläche mit der Mehrzahl von Oberflächenausnehmungen von dem Identifikationsdokument abgewandt. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass der Lichtanteil, welcher in Richtung des Identifikationsdokumentes emittiert wird, erhöht werden kann.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist das Beleuchtungselement transparent oder halb-transparent. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass das eingekoppelte Licht in dem Beleuchtungselement effizient geleitet werden kann.
  • Gemäß einer Ausführungsform besteht das Beleuchtungselement aus einem Kunststoff, insbesondere aus Polycarbonat. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass das Beleuchtungselement robust gegenüber mechanischen Spannungen realisiert werden kann.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Leuchtfläche eine ebene Leuchtfläche. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass das Beleuchtungselement einfach dimensioniert werden kann.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Beleuchtungseinrichtung ferner einen Spiegel, wobei der Spiegel ausgebildet ist, Licht an einer Grenzfläche des Beleuchtungselementes zu reflektieren. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die Lichtverluste innerhalb des Beleuchtungselementes reduziert werden können.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Erfassungseinrichtung ferner ein optisches Element, wobei durch den Bildsensor und das optische Element ein Schärfentiefebereich der Erfassungseinrichtung definiert ist, und wobei das Beleuchtungselement außerhalb des Schärfentiefebereichs angeordnet ist. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass etwaige optische Artefakte des Beleuchtungselementes bei der optischen Erfassung des Identifikationsdokumentes nicht sichtbar sind.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst das optische Element eine Linse oder ein Objektiv. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die Erfassungseinrichtung effizient implementiert werden kann.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Dokumentenleser eine Auflagefläche zum Auflegen des Identifikationsdokumentes, wobei die Auflagefläche und das Beleuchtungselement parallel zueinander angeordnet sind. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass eine besonders homogene Beleuchtung des Identifikationsdokumentes realisiert werden kann.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum optischen Erfassen eines Identifikationsdokumentes. Das Verfahren ist unter Verwendung eines Dokumentenlesers mit einer Beleuchtungseinrichtung und einer Erfassungseinrichtung durchführbar. Die Beleuchtungseinrichtung umfasst eine Lichtquelle, einen ersten Polarisationsfilter und ein Beleuchtungselement mit einer Leuchtfläche. Die Erfassungseinrichtung umfasst einen zweiten Polarisationsfilter und einen Bildsensor. Das Verfahren umfasst ein Erzeugen von Licht durch die Lichtquelle, ein Einkoppeln des erzeugten Lichts über den ersten Polarisationsfilter in das Beleuchtungselement durch die Lichtquelle, ein Emittieren des eingekoppelten Lichts über die Leuchtfläche in Richtung des Identifikationsdokumentes durch das Beleuchtungselement, und ein Erfassen von ausgehendem Licht von dem Identifikationsdokument über den zweiten Polarisationsfilter durch den Bildsensor, um das Identifikationsdokument optisch zu erfassen.
  • Das Verfahren kann durch den Dokumentenleser durchgeführt werden. Weitere Merkmale des Verfahrens resultieren unmittelbar aus den Merkmalen und/oder der Funktionalität des Dokumentenlesers.
    • BESCHREIBUNG DER FIGUREN
  • Weitere Ausführungsbeispiele werden bezugnehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1 ein schematisches Diagramm eines Dokumentenlesers zum optischen Erfassen eines Identifikationsdokumentes gemäß einer Ausführungsform;
    • Fig. 1a ein schematisches Diagramm eines Beleuchtungselementes gemäß einer Ausführungsform; und
    • Fig. 2 ein schematisches Diagramm eines Verfahrens zum optischen Erfassen eines Identifikationsdokumentes gemäß einer Ausführungsform.
    DETAILIERTE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
  • Fig. 1 zeigt ein schematisches Diagramm eines Dokumentenlesers 100 zum optischen Erfassen eines Identifikationsdokumentes 107 gemäß einer Ausführungsform. Der Dokumentenleser 100 umfasst eine Beleuchtungseinrichtung 101, welche eine Lichtquelle 101a, einen ersten Polarisationsfilter 101b und ein Beleuchtungselement 101c mit einer Leuchtfläche umfasst, wobei die Lichtquelle 101a ausgebildet ist, Licht zu erzeugen und das erzeugte Licht über den ersten Polarisationsfilter 101b in das Beleuchtungselement 101c einzukoppeln, wobei das Beleuchtungselement 101c ausgebildet ist, das eingekoppelte Licht über die Leuchtfläche in Richtung des Identifikationsdokumentes 107 zu emittieren. Die Beleuchtungseinrichtung 101 umfasst ferner einen Spiegel 101d, wobei der Spiegel 101d ausgebildet ist, Licht an einer Grenzfläche des Beleuchtungselementes 101c zu reflektieren. Der Dokumentenleser 100 umfasst ferner eine Erfassungseinrichtung 103, welche einen zweiten Polarisationsfilter 103a und einen Bildsensor 103b umfasst, wobei der Bildsensor 103b ausgebildet ist, ausgehendes Licht von dem Identifikationsdokument 107 über den zweiten Polarisationsfilter 103a zu erfassen, um das Identifikationsdokument 107 optisch zu erfassen. Die Erfassungseinrichtung 103 umfasst ferner ein optisches Element 103c, wobei durch den Bildsensor 103b und das optische Element 103c ein Schärfentiefebereich der Erfassungseinrichtung 103 definiert ist, und wobei das Beleuchtungselement 101c außerhalb des Schärfentiefebereichs angeordnet ist. Der Dokumentenleser 100 umfasst ferner eine Auflagefläche 105 zum Auflegen des Identifikationsdokumentes 107, wobei die Auflagefläche 105 und das Beleuchtungselement 101c parallel zueinander angeordnet sind.
  • Innerhalb des Dokumentenlesers 100 werden Lichtkomponenten 109a von dem Beleuchtungselement 101c in Richtung des Identifikationsdokumentes 107 emittiert. Ferner werden Lichtkomponenten 109b von dem Beleuchtungselement 101c in Richtung des Bildsensors 103b emittiert. Lichtkomponenten 109c, welche an dem Identifikationsdokument 107 gestreut wurden, werden durch das Beleuchtungselement 101c in Richtung des Bildsensors 103b transmittiert. Durch eine geeignete Orientierung bzw. Ausrichtung des ersten Polarisationsfilters 101b und des zweiten Polarisationsfilters 103a relativ zueinander können die Lichtkomponenten 109b und 109c beispielsweise voneinander getrennt werden, sodass lediglich gestreute Lichtkomponenten durch den Bildsensor 103b erfasst werden.
  • Zusammenfassend kann sich das Beleuchtungselement 101c in dem Dokumentenleser 100 im Strahlengang bzw. auf der optischen Achse des Bildsensors 103b befinden. Das Beleuchtungselement 101c kann insbesondere transparent oder halb-transparent sein, wodurch dieses für den Bildsensor 103b, welcher das Identifikationsdokument 107 optisch erfasst, nicht sichtbar ist. Dadurch, dass das Beleuchtungselement 101c auch außerhalb des Schärfentiefebereichs der Erfassungseinrichtung 103 angeordnet sein kann, sind etwaige optische Artefakte, welche beispielsweise durch eine mikrostrukturierte Oberfläche des Beleuchtungselements 101c verursacht sein könnten, für den Bildsensor 103b nicht sichtbar. Derartige optische Artefakte könnten die weitere Verarbeitung des optisch erfassten Identifikationsdokumentes 107 unerwünscht beeinträchtigen und führen zudem zu einem ungewöhnlichen optischen Eindruck.
  • Durch die geeignete Orientierung bzw. Ausrichtung des ersten Polarisationsfilters 101b und des zweiten Polarisationsfilters 103a relativ zueinander können ferner die Lichtkomponenten 109b, welche nicht in Richtung des Identifikationsdokumentes 107 emittiert bzw. ausgekoppelt werden, eliminiert werden. Die Lichtkomponenten 109b könnten die optische Erfassung des Identifikationsdokumentes 107 ungünstig beeinflussen, insbesondere bezüglich der Dynamik. Ferner kann die Beleuchtung des Identifikationsdokumentes 107 kompakt realisiert werden. Das Beleuchtungselement 101c kann so weit von der Objektebene in Form der Auflagefläche 105 für das Identifikationsdokument 107 entfernt sein, dass es nicht mehr im Bereich der Schärfentiefe liegt, und insbesondere die bei Auflage unmittelbar an der Objektebene sichtbaren Details einer etwaigen mikrostrukturierten Oberfläche nicht mehr abgebildet werden. Durch den ersten Polarisationsfilter 101b kann gewährleistet werden, dass in das Beleuchtungselement 101c geeignet polarisiertes Licht eingekoppelt wird. Das Beleuchtungselement 101c kann als verallgemeinerte Glasfaser angesehen werden.
  • Die Lichtquelle 101a kann Licht für einen vorbestimmten Wellenlängenbereich, insbesondere einen Weißlicht-Wellenlängenbereich, einen Nah-Infrarot-Wellenlängenbereich (NIR) oder einen Ultraviolett-A-Wellenlängenbereich (UV-A) erzeugen. Durch den ersten Polarisationsfilter 101b kann für jeden Fall eine Einkopplung in dergleichen gewünschten Polarisationsrichtung bzw. Polarisationsorientierung erfolgen.
  • Damit wird das aufgelegte Identifikationsdokument 107 mit Licht in einer bestimmten Polarisationsrichtung beaufschlagt. Auf dem Identifikationsdokument 107 wird dieses Licht beispielsweise diffus gestreut. Der zweite Polarisationsfilter 103a kann derart angebracht sein, dass dieser orthogonal bzw. entgegengesetzt zur Polarisationsrichtung bzw. Polarisationsorientierung des das Identifikationsdokument 107 beleuchtenden Lichtes liegt. Damit wird beispielsweise das auf dem Identifikationsdokument 107 diffus gestreute Licht von dem Bildsensor 103b mit dem optischen Element 103c erfasst. Ferner werden somit potenzielle Reflexionen auf dem Identifikationsdokument 107 vermindert. Die durch die Polarisation verursachte Verminderung der Lichtintensität kann beispielsweise durch eine Erhöhung der Intensität der Lichtquelle 101a kompensiert werden.
  • Das beschriebene Konzept kann auf mehrere Lichtquellen mit entsprechend mehreren Polarisationsfiltern entsprechend erweitert werden. Die Lichtquellen können beispielsweise jeweils für unterschiedliche Wellenlängenbereiche vorgesehen sein.
  • Fig. 1a zeigt ein schematisches Diagramm eines Beleuchtungselementes 101c gemäß einer Ausführungsform. Das Beleuchtungselement 101c weist eine Oberfläche mit einer Mehrzahl von Oberflächenausnehmungen zum Reflektieren des eingekoppelten Lichts innerhalb des Beleuchtungselements 101c auf. Die Oberfläche kann beispielsweise eine mikrostrukturierte Oberfläche sein, welche Oberflächenausnehmungen im Millimeter-Bereich oder Mikrometer-Bereich aufweist. Die Oberfläche mit der Mehrzahl von Oberflächenausnehmungen ist von dem Identifikationsdokument 107 abgewandt. Das Beleuchtungselement 101c kann beispielsweise aus einem Kunststoff, insbesondere aus Polycarbonat, bestehen.
  • Lichtkomponenten 109a werden in Richtung des Identifikationsdokumentes 107 emittiert. Lichtkomponenten 109b werden in Richtung des Bildsensors 103b emittiert.
    Gemäß einer Ausführungsform entfällt ein Lichtanteil von 90% auf die Lichtkomponenten 109a, und ein Lichtanteil von 10% auf die Lichtkomponenten 109b.
  • Fig. 2 zeigt ein schematisches Diagramm eines Verfahrens 200 zum optischen Erfassen eines Identifikationsdokumentes gemäß einer Ausführungsform. Das Verfahren 200 ist unter Verwendung eines Dokumentenlesers mit einer Beleuchtungseinrichtung und einer Erfassungseinrichtung durchführbar. Die Beleuchtungseinrichtung umfasst eine Lichtquelle, einen ersten Polarisationsfilter und ein Beleuchtungselement mit einer Leuchtfläche. Die Erfassungseinrichtung umfasst einen zweiten Polarisationsfilter und einen Bildsensor. Das Verfahren 200 umfasst ein Erzeugen 201 von Licht durch die Lichtquelle, ein Einkoppeln 203 des erzeugten Lichts über den ersten Polarisationsfilter in das Beleuchtungselement durch die Lichtquelle, ein Emittieren 205 des eingekoppelten Lichts über die Leuchtfläche in Richtung des Identifikationsdokumentes durch das Beleuchtungselement, und ein Erfassen 207 von ausgehendem Licht von dem Identifikationsdokument über den zweiten Polarisationsfilter durch den Bildsensor, um das Identifikationsdokument optisch zu erfassen.
  • Alle in Verbindung mit einzelnen Ausführungsformen beschriebenen oder gezeigten Merkmale können in beliebiger Kombination in dem erfindungsgemäßen Gegenstand vorgesehen sein, um gleichzeitig deren vorteilhafte Wirkung zu realisieren.
    • BEZUGSZEICHENLISTE
    • 100
    Dokumentenleser
    101
    Beleuchtungseinrichtung
    101a
    Lichtquelle
    101b
    Erster Polarisationsfilter
    101c
    Beleuchtungselement
    101d
    Spiegel
    103
    Erfassungseinrichtung
    103a
    Zweiter Polarisationsfilter
    103b
    Bildsensor
    103c
    Optisches Element
    105
    Auflagefläche
    107
    Identifikationsdokument
    109a
    Lichtkomponente
    109b
    Lichtkomponente
    109c
    Lichtkomponente
    200
    Verfahren
    201
    Erzeugen
    203
    Einkoppeln
    205
    Emittieren
    207
    Erfassen

Claims (15)

  1. Dokumentenleser (100) zum optischen Erfassen eines Identifikationsdokumentes (107), mit:
    einer Beleuchtungseinrichtung (101), welche eine Lichtquelle (101a), einen ersten Polarisationsfilter (101b) und ein Beleuchtungselement (101c) mit einer Leuchtfläche umfasst, wobei die Lichtquelle (101a) ausgebildet ist, Licht zu erzeugen und das erzeugte Licht über den ersten Polarisationsfilter (101b) in das Beleuchtungselement (101c) einzukoppeln, wobei das Beleuchtungselement (101c) ausgebildet ist, das eingekoppelte Licht über die Leuchtfläche in Richtung des Identifikationsdokumentes (107) zu emittieren; und
    einer Erfassungseinrichtung (103), welche einen zweiten Polarisationsfilter (103a) und einen Bildsensor (103b) umfasst, wobei der Bildsensor (103b) ausgebildet ist, ausgehendes Licht von dem Identifikationsdokument (107) über den zweiten Polarisationsfilter (103a) zu erfassen, um das Identifikationsdokument (107) optisch zu erfassen.
  2. Dokumentenleser (100) nach Anspruch 1, wobei der erste Polarisationsfilter (101b) ein linearer Polarisationsfilter ist, und wobei der zweite Polarisationsfilter (103a) ein linearer Polarisationsfilter ist.
  3. Dokumentenleser (100) nach Anspruch 2, wobei der erste Polarisationsfilter (101b) eine erste Polarisationsrichtung aufweist, wobei der zweite Polarisationsfilter (103a) eine zweite Polarisationsrichtung aufweist, und wobei die erste Polarisationsrichtung und die zweite Polarisationsrichtung orthogonal zueinander sind.
  4. Dokumentenleser (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Lichtquelle (101a) zumindest eine Leuchtdiode umfasst.
  5. Dokumentenleser (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Lichtquelle (101a) ausgebildet ist, das Licht in einem vorbestimmten Wellenlängenbereich, insbesondere einem Weißlicht-Wellenlängenbereich, einem Nah-Infrarot-Wellenlängenbereich oder einem Ultraviolett-A-Wellenlängenbereich, zu erzeugen.
  6. Dokumentenleser (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Beleuchtungselement (101c) eine Oberfläche mit einer Mehrzahl von Oberflächenausnehmungen zum Reflektieren des eingekoppelten Lichts innerhalb des Beleuchtungselements (101c) aufweist.
  7. Dokumentenleser (100) nach Anspruch 6, wobei die Oberfläche mit der Mehrzahl von Oberflächenausnehmungen von dem Identifikationsdokument (107) abgewandt ist.
  8. Dokumentenleser (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Beleuchtungselement (101c) transparent oder halb-transparent ist.
  9. Dokumentenleser (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Beleuchtungselement (101c) aus einem Kunststoff, insbesondere aus Polycarbonat, besteht.
  10. Dokumentenleser (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Leuchtfläche eine ebene Leuchtfläche umfasst.
  11. Dokumentenleser (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Beleuchtungseinrichtung (101) ferner einen Spiegel (101d) umfasst, wobei der Spiegel (101d) ausgebildet ist, Licht an einer Grenzfläche des Beleuchtungselementes (101c) zu reflektieren.
  12. Dokumentenleser (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Erfassungseinrichtung (103) ferner ein optisches Element (103c) umfasst, wobei durch den Bildsensor (103b) und das optische Element (103c) ein Schärfentiefebereich der Erfassungseinrichtung (103) definiert ist, und wobei das Beleuchtungselement (101c) außerhalb des Schärfentiefebereichs angeordnet ist.
  13. Dokumentenleser (100) nach Anspruch 12, wobei das optische Element (103c) eine Linse oder ein Objektiv umfasst.
  14. Dokumentenleser (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit:
    einer Auflagefläche (105) zum Auflegen des Identifikationsdokumentes (107);
    wobei die Auflagefläche (105) und das Beleuchtungselement (101c) parallel zueinander angeordnet sind.
  15. Verfahren (200) zum optischen Erfassen eines Identifikationsdokumentes (107), wobei das Verfahren (200) unter Verwendung eines Dokumentenlesers (100) mit einer Beleuchtungseinrichtung (101) und einer Erfassungseinrichtung (103) durchführbar ist, wobei die Beleuchtungseinrichtung (101) eine Lichtquelle (101a), einen ersten Polarisationsfilter (101b) und ein Beleuchtungselement (101c) mit einer Leuchtfläche umfasst, wobei die Erfassungseinrichtung (103) einen zweiten Polarisationsfilter (103a) und einen Bildsensor (103b) umfasst, mit:
    Erzeugen (201) von Licht durch die Lichtquelle (101a);
    Einkoppeln (203) des erzeugten Lichts über den ersten Polarisationsfilter (101b) in das Beleuchtungselement (101c) durch die Lichtquelle (101a);
    Emittieren (205) des eingekoppelten Lichts über die Leuchtfläche in Richtung des Identifikationsdokumentes (107) durch das Beleuchtungselement (101c); und
    Erfassen (207) von ausgehendem Licht von dem Identifikationsdokument (107) über den zweiten Polarisationsfilter (103a) durch den Bildsensor (103b), um das Identifikationsdokument (107) optisch zu erfassen.
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