WO2001095261A1 - Dokumentenprüfgerät - Google Patents

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WO2001095261A1
WO2001095261A1 PCT/EP2001/005990 EP0105990W WO0195261A1 WO 2001095261 A1 WO2001095261 A1 WO 2001095261A1 EP 0105990 W EP0105990 W EP 0105990W WO 0195261 A1 WO0195261 A1 WO 0195261A1
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WO
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document
slide
checking device
evaluation
mirror
Prior art date
Application number
PCT/EP2001/005990
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English (en)
French (fr)
Inventor
Robert Massen
Thomas Franz
Thomas Leitner
Jörg EBERHARDT
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
Priority to DE50114972T priority Critical patent/DE50114972D1/de
Priority to PL359020A priority patent/PL204284B1/pl
Priority to EP01940526A priority patent/EP1287496B1/de
Priority to AT01940526T priority patent/ATE436061T1/de
Priority to CA002411689A priority patent/CA2411689C/en
Priority to HU0300799A priority patent/HU227013B1/hu
Publication of WO2001095261A1 publication Critical patent/WO2001095261A1/de
Priority to US10/305,476 priority patent/US6892946B2/en

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Classifications

    • 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 invention relates to a document checking device according to the preamble of claim 1.
  • Document checking devices of this type have become known in multiple embodiments. They are used to automatically check the authenticity of documents, in particular passport cards, ID cards, driver's licenses, identity cards, residence certificates (visas) and the like. B. also drop tickets.
  • the invention therefore relates to the automatic checking (verification) of documents of any kind which are provided with certain authenticity features. It is known here to place the document to be checked on a transparent support surface, to illuminate the document from below with appropriate illumination sources and to record the reflected image with a camera. In a manner known per se, these are one or more matrix cameras which record the illuminated ID or document image and with one evaluate downstream software. However, the evaluation resolution of such a fixed unit is severely limited because, for example, known cameras have a resolution of 600 dpi and, because of the mirror deflection and the document size, only an evaluation accuracy of 100 dpi is possible with conventional identity cards or pass cards.
  • the known document evaluation devices have a relatively low resolution and therefore a relatively poor possibility of recognizing the authenticity features on the documents.
  • Such document checking devices are indeed suitable for reading text from the document - as is also known for flatbed scanners - but they are not suitable, e.g. B. read out a 2D barcode or not at all suitable to read out corresponding authenticity features which are based on diffraction structures or which relate to authenticity features hidden in image parts by steganography.
  • flatbed scanners are not suitable for recognizing special structures on a document, because it is necessary to illuminate such special structures with different illumination sources.
  • the invention is therefore based on the object of developing a document checking device of the type mentioned in such a way that an automatic examination of a document for authenticity features is possible quickly and accurately, with u. a. Authenticity features with diffraction structures should also be recognized reliably and correctly.
  • the invention is characterized by the technical teaching of claim 1.
  • the document checking device has a cross slide that can be moved in the X-Y direction, the components required for evaluating the authenticity features being arranged on this cross slide (hereinafter also referred to as X- ⁇ slide).
  • Authenticity features with the highest resolution and highest recognition accuracy can perform.
  • this XY positioning possibility of the evaluation unit it is consequently also possible to compensate for position errors of the authenticity features on the document. Namely, a document has been produced in such a way that the authenticity feature on the document z. B. is shifted by several millimeters, then this can be recognized due to the structure of the XY carriage, because the carriage is positioned so that the evaluation unit is positioned exactly under this authenticity feature.
  • the evaluation components are arranged on the X-Y slide, which are used to evaluate the diffraction structures and which are also used to evaluate other authenticity features, such as, for. B. a text, a barcode, a visible in the IR range or other authenticity features.
  • the evaluation unit for evaluating the diffraction structures consists of a laser and a corresponding evaluation optics, the entire evaluation unit being arranged on an inner slide which can be moved in the XY direction, this inner slide (also referred to below as an X slide). is arranged to be movable in an outer carriage which is movable in the Y direction.
  • Such evaluation optics include in particular an OCR camera with a lens, which can read out certain document structures both in white light and in IR light.
  • the entire evaluation unit consisting of a laser unit and the associated evaluation optics, can be moved in the X-Y direction and can thus be positioned very precisely under the authenticity features of the document to be examined.
  • the lighting unit is also arranged on the Y-slide. This is not absolutely necessary for a solution, because a lighting unit (or even several lighting units) could also be arranged in a stationary manner outside the X-Y slide, so that the document can also be illuminated through the support surface. However, it is preferred if this lighting unit is arranged on the Y-carriage and consists of at least one lighting line, so that during the movement of the Y-carriage along the document along the lighting line, a light line (scanning line) on the document over the entire width of the document is generated and this scanning line is directed to the OCR matrix camera via appropriate mirror optics and is evaluated by the latter.
  • a stationary evaluation unit for fluorescence features of the document is additionally arranged on the document checking device.
  • a stationary camera is mounted in the housing of the device, which looks at a mirror, which mirror in turn depicts the support surface - on which the document rests.
  • the contact surface is now illuminated in the UV range with a suitable UV illumination source, so that the security elements of the document which are excited to fluoresce emit light and this is directed via the mirror onto the stationary matrix camera.
  • This evaluation unit is completely independent of the X-Y carriage, and separate protection - regardless of the other features of the invention - is claimed for this evaluation unit and its fixed arrangement and for the design of the details.
  • this evaluation unit it can be provided that the stationary UV camera is omitted and that instead the camera used for laser evaluation on the X-slide is used at the same time to also evaluate the UV image.
  • two separate cameras could also be mounted on the X-slide, one of which is suitable for laser evaluation of the diffraction structures, while the other camera is intended for evaluating the UV image.
  • the invention is not limited to the previously mentioned evaluation in the UV range; this depends in particular on the type of filter used and the type of lighting source used.
  • all evaluations can also take place in a different spectral range, in particular polarization filters can also be used instead of the UV filters, or completely different wavelength ranges can be used.
  • the wavelength range of the NIR can be used (near infrared range) or any other wavelength range.
  • the following description speaks of a UV evaluation, this is only to be understood as an exemplary embodiment. All in all, it can be stated that the solution shown here of using an XY slide with a laser evaluation unit mounted in the X slide has the essential advantage that this laser unit is outstandingly protected against misalignment.
  • the entire X-Y slide can be very easily secured (locked), which means that the guides in which the X-Y slide is guided are protected accordingly and are secured against knocking out.
  • the invention also relates to the kinematic reversal of an XY slide. It has been explained above that the slide which can be moved in the X direction is the inner slide and the slide which is movable in the Y direction is the outer slide which, seen in the longitudinal axis of the device, can be moved along the document. In kinematic reversal it can also be provided that the inner slide can be moved in the Y direction and the outer slide in the X direction.
  • the aforementioned XY slide or the YX slide can also be replaced by other position systems that can be positioned on two levels. It is therefore provided that the entire evaluation components can be moved freely in two perpendicular directions in space. This can be done by spindle drives, by electromotive drives or by electromagnetic drives.
  • Such systems which can be freely positioned in the X-Y plane, are known. They consist of hydraulic or pneumatic cylinders, spindles driven by an electric motor or the like.
  • Figure 1 Schematic of a section through the document checking device according to the invention
  • FIG. 2 perspective side view of part of the laser evaluation unit
  • Figure 3 Section through the device showing further details
  • Figure 4 a separate representation of the X-carriage with its drive
  • Figure 5 is a side view of the Y-carriage
  • Figure 6 a plan view of the device of Figure 3 with the X-carriage in two different positions.
  • the housing 1 of a device is generally shown, which is approximately desk-like and has a front plate 2 inclined at an angle 4 to the horizontal, within which a transparent support surface 3 (z. B. made of glass) is arranged.
  • a transparent support surface 3 z. B. made of glass
  • the document to be examined is placed and pressed onto this contact surface 3 with a defined contact pressure, so that the document surface to be examined is visible from the underside of the contact surface 3.
  • an XY slide 7, 8 is now arranged in the housing 1 in slide guides to be described later, the Y slide 7 being movable in the Y arrow direction 5 and the X slide in the arrow direction 6 (namely perpendicular to the plane of the drawing in FIG. 1) ).
  • the less sensitive evaluation components are arranged on the outer Y-carriage 7, namely in particular a lighting unit 14 which is inclined in an oblique direction to the plane of the front plate and which is preceded by a cell-shaped focusing lens 15, so that this is also in front of the row trained lighting unit 14 is emitted light via the focusing lens 15 on the lying on the support surface 3, document underside.
  • the lighting unit 14 (see FIG. 6 in this regard) consists of LEDs arranged in rows, which in particular generate white light.
  • other lighting units can also be used, such as.
  • Legs Illumination unit which alternately provides LEDs, of which one part of the LEDs emits white light and the other an IR light.
  • a plurality of lighting units 14 can also be arranged side by side or also one above the other and each lighting unit can generate a separate spectrum or a mixed spectrum.
  • the light reflected by the illumination unit on the underside of the document is directed via the beam path 13 to a deflecting mirror 12 and is directed there by a lens 11 to a line camera 10 which is suitable for evaluating the text on the document accordingly or also image information or also hidden Information that can only be read out, for example, in the NIR area.
  • a signal processing board 9 is also firmly attached, with the aid of which the corresponding evaluations are carried out. This ensures that the information paths and the cable lengths are short and therefore the entire arrangement is less prone to failure.
  • the arrangement of an inclined beam path 16 at an angle to the support surface 3 has the advantage that with this lighting unit 14 and ultimately with the camera 10, initially roughly during the scanning of the document, the corresponding positions of the diffraction features to be detected later on with the laser evaluation unit are determined on the document can be.
  • the position of the diffraction features to be recognized later with the laser optics becomes rough determined and only later verified this diffraction feature with the laser evaluation components arranged on the X-slide.
  • these components consist of a laser 21 (see also FIG. 2), which generates a beam path 22 on a deflecting mirror 20, which in turn directs a beam path 23 onto the document surface to be examined.
  • the reflected image generated by the diffraction feature is reflected on the focusing screen 19 and forms a specific diffraction pattern 49 on the focusing screen 19, which is viewed through the focusing screen 19 from below at a certain solid angle 24 of a QCR matrix camera 17 through an objective 18 becomes.
  • the diffraction pattern 49 striking the focusing screen is focused in the objective 18 and directed onto the OCR matrix camera 17 and evaluated there.
  • the UV evaluation unit which is used in particular for evaluating fluorescent authenticity features on the document surface, will now be described.
  • the entire arrangement is especially designed for viewing in UV light.
  • a UV flash 26 is provided for this purpose, which is provided with a filter plate 27, which directs a light with a high UV component onto the document surface in the direction of arrow 30 and thereby excites the document surface with characteristic fluorescent threads.
  • the light reflected by the document 3 is directed between the limiting beam paths 32, 33 onto the mirror 25 and from there via the lens 28 with the image 31 into the camera 29 and recorded by a CCD chip arranged there.
  • a UV filter which blocks the UV light, can be arranged in front of the lens 28, so that only a light outside the UV range is detected by the camera. As a result, the camera 29 cannot be “blinded” by the UV flash 26.
  • each of the guide rails 35 there are two ball bushings 48 arranged one behind the other (see FIG. 6), with which the Y-slide 7 is firmly connected.
  • the entire Y slide can thus be moved and controlled freely in the arrow directions 5 in the Y direction.
  • the drive takes place via a stepper motor 34, which is firmly anchored to the housing 1 and which carries a toothed belt 37 via a drive shaft 36, which runs on a guide roller 40 on the opposite side.
  • a stepper motor 34 which is firmly anchored to the housing 1 and which carries a toothed belt 37 via a drive shaft 36, which runs on a guide roller 40 on the opposite side.
  • One strand of the toothed belt is connected to the Y slide 7.
  • Not invention limited to an overhead guide with overhead, parallel guide rails 35; others can
  • Guide rails 35 and instead of the four guide bushes 48 used, more or fewer guide bushes can also be used.
  • a housing 38 is arranged, in which the line camera 10 and the lens 11 are fixed, which ensures that these parts are easily interchangeable and can therefore be adjusted separately.
  • the camera 10 can be adjusted very precisely at the factory to the lens 11 arranged there, and later the entire housing 38 can be adjusted very precisely to the deflection mirror 12 arranged outside.
  • the X slide 8 is arranged to be movable in the Y slide perpendicular to the plane of the drawing in FIG. 3.
  • the X-slide 8 is driven to be displaceable on a left-hand guide designed as a pipe guide 41 so as to be displaceable to the plane of the drawing in FIG. 3, while the right-hand side of the guide is formed by a slide guide 50 on which the Y-slide only rests with a sliding block and Guide rail is firmly attached in the Y-slide.
  • two spaced-apart limit switches 42 are provided, which are also shown in FIGS. 4 and 5.
  • the X and Y axes each have two limit switches.
  • the drive motor 43 for the X slide is fastened in the Y slide 7 and drives the X slide 8 in the direction of the arrow 6 via its drive shaft 44 and a toothed belt 45.
  • this toothed belt 45 runs over a deflection roller 47 according to FIG. 5 in the Y slide 7.
  • the pipe guide 41 is otherwise attached to two spaced-apart bearing blocks 46 in the Y-slide according to FIG. 5.
  • FIG. 6 shows in plan view that the X-slide 8 can be moved into two different end positions, the end position of the X-slide being indicated at 8 '.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Dokumentenprüfgerät zur automatischen Prüfung von Wert-und Sicherheitsdokumenten, welches einen in X-Y-Richtung verfahrbaren Kreuzschlitten aufweist, auf welchem die zur Auswertung der Echtheitsmerkmale erforderlichen Komponenten angeordnet sind. Hierbei ist der in X-Richtung verfahrbare X-Schlitten des Kreuzschlittens innerhalb eines in Y-Richtung verfahrbaren äußeren Y-Schlitten verfahrbar angeordnet, wobei eine erste Gruppe von Auswerteeinheiten zur Auswertung der Beugungsstrukturen auf dem X-Schlitten mit Laser und Auswerteoptik und eine zweite Gruppe von Auswertekomponenten beispielsweise zur Auswertung eines Textes, IR-Feldes und/oder eines Fotofeldes, auf dem Y-Schlitten angeordnet ist. Zusätzlich dazu kann zur Prüfung von Fluoreszenzmerkmalen eines Dokuments eine UV-Beleuchtungsquelle angeordnet sein, welche über eine separate ortsfeste Auswerteeinheit oder über die Auswerteeinheit auf dem X-Schlitten ausgewertet wird. Durch das erfindungsgemäße Dokumentenprüfgerät kann eine automatische Untersuchung eines Dokumentes auf Echtheitsmerkmale schnell und genau durchgeführt werden, wobei u. a. auch Echtheitsmerkmale mit Beugungsstrukturen sicher und einwandfrei erkannt werden.

Description

Dokumentenprufgerat
Gegenstand der Erfindung ist ein Dokumentenprüfgerät nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Derartige Dokumentenprüfgeräte sind in mehrfachen Ausführungsformen bekannt geworden. Sie dienen zur automatischen Prüfung der Echtheit von Dokumenten, insbesondere Paßkarten, Ausweiskarten, Führerscheinen, Identitätskarten, Aufenthaltsbescheinigungen (Visa) und dgl. Ausweisen mehr, wobei hierunter z. B. auch Eintrittskarten fallen.
Die Erfindung betrifft also die automatische Prüfung (Verifikation) von Dokumenten jeglicher Art, welche mit bestimmten Echtheitsmerkmalen versehen sind. Hierbei ist es bekannt, das zu prüfende Dokument auf eine durchsichtige Auflagefläche zu legen, das Dokument von unten her mit entsprechenden Beleuchtungsquellen zu beleuchten und das reflektierte Bild mit einer Kamera aufzunehmen. Es handelt sich hierbei in an sich bekannter Weise um ein oder mehrere Matrix-Kameras, welche das beleuchtete Ausweis- oder Dokumentenbild aufnehmen und mit einer nachgeschalteten Software auswerten. Die Auswerteauflösung einer derartigen feststehenden Einheit ist jedoch stark begrenzt, weil bspw. bekannte Kameras ein Auflösungsvermögen von 600 dpi haben und wegen der Spiegelumlenkung und der Dokumentengröße bei herkömmlichen Personalausweisen oder Paßkarten lediglich eine Auswertegenauigkeit von 100 dpi möglich ist.
D. h. also, die bekannten Dokumentenauswertegeräte haben eine relativ geringe Auflösung und dadurch eine relativ schlechte Möglichkeit zur Erkennung der Echtheitsmerkmale auf den Dokumenten.
Derartige Dokumentenprüfgeräte sind zwar geeignet, um Text aus dem Dokument auszulesen - wie es bei Flachbettscannern auch bekannt ist - aber sie sind nicht geeignet, z. B. einen 2D-Barcode auszulesen oder schon gar nicht geeignet, entsprechende Echtheitsmerkmale auszulesen, welche auf Beugungsstrukturen beruhen oder die steganographisch in Bildanteilen versteckte Echtheitsmerkmale betreffen.
Das Auflösungsvermögen derartiger bekannter Anordnungen reicht nicht aus.
Bisher ist es lediglich bekannt, Echtheitsmerkmale, welche auf Beugungsstrukturen beruhen, mit einem separaten Lasergerät auszulesen, wobei in einem Handgerät ein Laser und eine dazugehörende Auswerteeinheit angeordnet sind und das gesamte Gerät per Hand auf das entsprechende, mit dem Auge erkannte, Echtheitsmerkmal auf dem Dokument aufgesetzt wird, um dann dieses Handgerät zur Auslesung des Echtheitsmerkmals zu veranlassen und das Echtheitsmerkmal auszuwerten.
Es ist jedoch nicht bekannt, eine derartige Auswerteeinheit in einem automatisch arbeitenden Dokumentenprüfgerät einzusetzen.
Es sind ferner auf dem allgemeinen Gebiet des Standes der Technik Flachbettscanner bekannt, welche im wesentlichen aus einem in Y-Richtung verfahrbaren Schlitten bestehen, auf welchem Schlitten eine Beleuchtungseinheit angeordnet ist und femer eine Kamera, welche das von dem beleuchteten Dokument erzeugte Bild erfaßt und auswertet. Derartige Flachbettscanner sind jedoch nicht zur automatischen Dokumentenprüfung geeignet, weil sie nicht geeignet sind, Echtheitsmerkmale auf der Basis von Beugungsstrukturen in einem Dokument zu erkennen. Hierzu gehört nämlich eine Auswertung mit einem Laserstrahl.
Außerdem sind Flachbettscanner nicht geeignet, spezielle Strukturen auf einem Dokument zu erkennen, weil es hierfür notwendig ist, derartige spezielle Strukturen noch mit unterschiedlichen Beleuchtungsquellen zu beleuchten.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Dokumentenprüfgerät der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß eine automatische Untersuchung eines Dokumentes auf Echtheitsmerkmale schnell und genau möglich ist, wobei u. a. auch Echtheitsmerkmale mit Beugungsstrukturen sicher und einwandfrei erkannt werden sollen.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die technische Lehre des Anspruches 1 gekennzeichnet.
Wesentliches Merkmal der Erfindung ist, daß das Dokumentenprüfgerät einen in X- Y-Richtung verfahrbaren Kreuzschlitten aufweist, wobei die zur Auswertung der Echtheitsmerkmale erforderlichen Komponenten auf diesem Kreuzschlitten (nachfolgend auch X-Ϋ-Schlitten bezeichnet) angeordnet sind.
Mit der gegebenen technischen Lehre ergibt sich der wesentliche Vorteil, daß nun ein X-Y-Schlitten verwendet wird, auf dem die zur Auswertung der Echtheitsmerkmale notwendigen Komponenten angeordnet sind.
Damit besteht also der Vorteil, daß man mit einem derartigen X-Y-Schlitten hochgenau an die zu untersuchenden Echtheitsmerkmale des Dokumentes heranfahren kann und an Ort und Stelle unmittelbar die Verifizierung dieses
Echtheitsmerkmals mit höchster Auflösung und höchster Erkennungsgenauigkeit durchführen kann. Durch diese X-Y-Positioniermöglichkeit der Auswerteeinheit ist es demzufolge auch möglich, Positionsfehler der Echtheitsmerkmale auf dem Dokument zu kompensieren. Ist nämlich ein Dokument in der Weise hergestellt worden, daß das Echtheitsmerkmal auf dem Dokument z. B. um mehrere Millimeter verschoben ist, dann kann dies aufgrund des Aufbaus des X-Y-Schlittens erkannt werden, weil die Schlittenpositionierung so erfolgt, daß eben die Auswerteeinheit genau unter dieses Echtheitsmerkmal positioniert wird.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, daß auf dem X- Y-Schiitten die Auswertekomponenten angeordnet sind, welche zur Auswertung der Beugungsstrukturen und welche darüber hinaus auch noch zur Auswertung weiterer Echtheitsmerkmale, wie z. B. eines Textes, eines Barcodes, einer im IR-Bereich sichtbarer Schrift oder anderer Echtheitsmerkmale dienen.
Hierbei wird es bevorzugt, wenn die Auswerteeinheit zur Auswertung der Beugungsstrukturen aus einem Laser und einer entsprechenden Auswerteoptik besteht,, wobei die gesamte Auswerteeinheit auf einem in X-Y-Richtung verfahrbaren inneren Schlitten angeordnet ist wobei dieser innere Schlitten (nachfolgend auch als X-Schlitten bezeichnet) in einem in Y-Richtung verfahrbaren äußeren Schlitten verfahrbar angeordnet ist.
Derartige Auswerteoptiken beinhalten insbesondere eine OCR-Kamera mit Objektiv, die sowohl im Weißlicht als auch im IR-Licht bestimmte Dokumentenstrukturen auslesen kann.
Damit ist es nun erstmals möglich, daß man die gesamte Auswerteeinheit, bestehend aus Lasereinheit und dazugehörende Auswerteoptik, in X-Y-Richtung verfahren kann und damit hochgenau unter den Echtheitsmerkmalen des zu untersuchenden Dokumentes positionieren kann.
Man könnte zwar auch die anderen Auswertekomponenten (zur Auswertung des Textes, IR-Feldes und des Fotofeldes) auf dem inneren X-Schlitten anordnen, dies ist jedoch nicht lösungsnotwendig. Es wird deshalb bevorzugt, wenn die anderen Auswertekomponenten auf dem Y-Schlitten angeordnet sind und fest auf dem Y- Schlitten befestigt sind, so daß diese lediglich in Y-Richtung verfahrbar sind, nicht aber in X-Richtung.
Dies hat den Vorteil, daß diese Komponenten nicht in dem X-Schlitten verfahren werden und daher nur mit dem Y-Schlitten sehr genau über die gesamte Breite des Dokumentes gesehen das Dokument abtasten und das Dokument über die gesamte Breite in einem einzigen Arbeitsgang abtasten können. Es handelt sich also um eine zeilenweise Abtastung des Dokumentes in Y-Richtung.
Es wird hierbei in einer Weiterbildung der Erfindung bevorzugt, wenn auf dem Y- Schlitten auch die Beleuchtungseinheit angeordnet ist. Dies ist zwar nicht unbedingt lösungsnotwendig, denn eine Beleuchtungseinheit (oder auch mehrere Beleuchtungseinheiten) könnten auch ortsfest außerhalb des X-Y-Schlittens angeordnet werden, um so ebenfalls das Dokument durch die Auflagefläche hindurch beleuchten zu können. Es wird jedoch bevorzugt, wenn diese Beleuchtungseinheit auf dem Y-Schlitten angeordnet ist und aus mindestens einer Beleuchtungszeile besteht, so daß also während der Verfahrung des Y-Schlittens an dem Dokument entlang die Beleuchtungszeile eine Lichtzeile (Abtastzeile) auf dem Dokument über die gesamte Breite des Dokumentes erzeugt und diese Abtastzeile über eine entsprechende Spiegeloptik auf die OCR-Matrix-Kamera gelenkt und von dieser ausgewertet wird.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, daß noch zusätzlich eine ortsfeste Auswerteeinheit für Fluoreszenzmerkmale des Dokuments an dem Dokumentenprüfgerät angeordnet ist.
Hierzu ist in einem ersten Ausführungsbeispiel eine ortsfeste Kamera im Gehäuse des Gerätes montiert, welche auf einen Spiegel sieht, welcher Spiegel wiederum die Auflagefläche - auf welcher das Dokument aufliegt - abbildet. Mit einer geeigneten UV-Beleuchtungsquelle wird nun die Auflagefläche im UV- Bereich angestrahlt, so daß die zur Fluoreszenz angeregten Sicherheitselemente des Dokuments Licht emittieren und dieses über den Spiegel auf die ortsfeste Matrix-Kamera gelenkt wird.
Diese Auswerteeinheit ist völlig unabhängig vom dem X-Y-Schlitten, und für diese Auswerteeinheit und deren ortsfester Anordnung sowie für die Gestaltung der Einzelheiten wird gesonderter Schutz - unabhängig von den sonstigen Merkmalen der Erfindung - beansprucht.
In einer anderen Ausgestaltung dieser Auswerteeinheit kann es vorgesehen sein, daß die ortsfest angeordnete UV-Kamera entfällt und das stattdessen die für die Laserauswertung auf dem X-Schlitten verwendete Kamera gleichzeitig verwendet wird, auch das UV-Bild auszuwerten.
Es könnten selbstverständlich auch zwei voneinander getrennte Kameras auf dem X-Schlitten montiert werden, von denen die eine zur Laserauswertung der Beugungsstrukturen geeignet ist, während die andere Kamera zur Auswertung des UV-Bildes bestimmt ist.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die vorher erwähnte Auswertung im UV- Bereich beschränkt; dies hängt insbesondere von der Art der verwendeten Filter und von der Art der verwendeten Beleuchtungsquelle ab. Es können selbstverständlich alle Auswertungen auch in einem anderen Spektralbereich stattfinden, insbesondere können statt der UV-Filter auch Polarisationsfilter verwendet werden, oder es können völlig andere Wellenlängenbereiche verwendet werden.
Insbesondere kann der Wellenlängenbereich des NIR verwendet werden (naher Infrarotbereich) oder auch jegliche andere Wellenlängenbereiche. Soweit also in der folgenden Beschreibung von einer UV-Auswertung gesprochen wird, ist dies nur als Ausführungsbeispiel zu verstehen. Insgesamt kann festgestellt werden, daß die hier dargestellte Lösung der Verwendung eines X-Y-Schlittens mit in dem X-Schlitten montierten Laserauswerteeinheit den wesentlichen Vorteil hat, daß- diese Lasereinheit gegen Dejustage in hervorragender Weise geschützt ist.
Es wäre nämlich denkbar, einen ortsfesten Laser anzuordnen, der auf einen gegenüberliegenden Spiegel strahlt, dessen Reflexion wiederum von einer Auswerteeinheit aufgenommen wird, die in einem Schlitten verfahrbar angeordnet ist. Dies hat aber den Nachteil, daß der ortsfest angebrachte Laser und der gegenüberliegend angeordnete Spiegel außerordentlich große Strahllängen zwischen sich aufweisen, so daß die gesamte Anordnung gegen Dejustage sehr empfindlich ist. Ein derartiges Gerät ist empfindlich gegen Stoßbelastungen und würde sich bei derartigen Stößen dejustieren und ist nur sehr schwierig einzustellen.
Hier setzt die Erfindung ein, welche die gesamte Auswerteeinheit von Laser, Spiegel und dazugehörender Kamera mit Objektiv auf engstem Raum in einem in X-Y- Richtung verfahrbaren (inneren) Schlitten anordnet, wodurch die gesamte Einheit gegen Stöße geschützt ist, weil nur sehr geringe Strahllängen zwischen der Lasereinheit und der Auswerteeinheit zurückzulegen sind.
Bei Transporten kann der gesamte X-Y-Schlitten sehr leicht gesichert (arretiert) werden, wodurch auch die Führungen, in welchen der X-Y-Schlitten geführt ist, entsprechend geschont werden und gegen Ausschlagen gesichert sind.
Die Erfindung betrifft auch die kinematische Umkehrung eines X-Y-Schlittens. Vorstehend wurde ausgeführt, daß der in X-Richtung verfahrbare Schlitten der innere Schlitten ist und der in Y-Richtung verfahrbare Schlitten der äußere Schlitten ist, welcher in Längsachse des Gerätes gesehen entlang dem Dokument verfahrbar ist. In kinematischer Umkehrung kann es auch vorgesehen sein, daß der innere Schlitten in Y-Richtung verfahrbar ist und der äußere Schlitten in X-Richtung. Selbstverständlich kann der vorher erwähnte X-Y-Schiitten oder der Y-X-Schlitten auch durch andere, in zwei Ebenen positionierbare, Lagesysteme ersetzt werden. Es ist deshalb vorgesehen, daß die gesamten Auswertekomponenten auf einem frei im Raum in zwei senkrecht zueinander stehenden Richtungen verfahrbar ist. Dies kann durch Spindelantriebe, durch elektromotorische Antriebe oder durch elektromagnetische Antriebe geschehen.
Derartige, frei in der X-Y-Ebene positionierbare Systeme sind bekannt. Sie bestehen aus Hydraulik- oder Pneumatikzylindern, aus elektromotorisch angetriebenen Spindeln oder dgl. mehr.
Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.
Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung, offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentiiche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.
Es zeigen:
Figur 1 : Schematisiert ein Schnitt durch das Dokumentenprüfgerät nach der Erfindung;
Figur 2: perspektivische Seitenansicht eines Teils der Laser-Auswerteeinheit; Figur 3: Schnitt durch das Gerät mit Darstellung weiterer Einzelheiten;
Figur 4: eine separate Darstellung des X-Schlittens mit seinem Antrieb;
Figur 5: eine Seitenansicht des Y-Schlittens;
Figur 6: eine Draufsicht auf das Gerät nach Figur 3 mit dem X-Schlitten in zwei verschiedenen Positionen.
In Figur 1 ist allgemein das Gehäuse 1 eines Gerätes dargestellt, welches etwa pultartig ausgebildet ist und eine im Winkel 4 zur Horizontalen geneigte Frontplatte 2 aufweist, innerhalb der eine durchsichtige Auflagefläche 3 (z. B. aus Glas) angeordnet ist. Auf diese Auflagefläche 3 wird mit definiertem Anpreßdruck das zu untersuchende Dokument aufgelegt und angepreßt, so daß die zu untersuchenden Dokumentenoberfläche von der Unterseite der Auflagefläche 3 sichtbar ist.
Erfindungsgemäß ist nun im Gehäuse 1 in später zu beschreibenden Schlittenführungen ein X-Y-Schlitten 7, 8 verfahrbar angeordnet, wobei der Y- Schlitten 7 in Y-Pfeilrichtung 5 verfahrbar ist und der X-Schlitten in Pfeilrichtung 6 (nämlich senkrecht zur Zeichenebene der Figur 1).
Wichtig ist nun, daß auf dem äußeren Y-Schlitten 7 die weniger empfindlichen Auswertekomponenten angeordnet sind, nämlich insbesondere eine in schräger Richtung zur Ebene der Frontplatte geneigt angeordnete Beleuchtungseinheit 14, welcher eine zellenförmig ausgebildete Fokussierlinse 15 vorgeschaltet ist, so daß das ebenfalls vor der zeilenförmig ausgebildeten Beleuchtungseinheit 14 abgestrahlte Licht über die Fokussierlinse 15 auf die, auf der Auflagefläche 3 liegende, Dokumentenunterseite fokussiert wird.
Es wird bevorzugt, wenn die Beleuchtungseinheit 14 (siehe hierzu Figur 6) aus zeilenförmig angeordneten LEDs besteht, die insbesondere Weißlicht erzeugen. Es können jedoch auch andere Beleuchtungseinheiten verwendet werden wie z. B. eine Beleuchtungseinheit, welche LEDs im Wechsel vorsieht, von denen der eine Teil der LEDs Weißlicht und der andere ein IR-Licht ausstrahlt.
Ebenso können selbstverständlich auch mehrere Beleuchtungseinheiten 14 nebeneinanderliegend oder auch übereinanderliegend angeordnet werden und jede Beleuchtungseinheit kann ein getrenntes Spektrum oder auch ein gemischtes Spektrum erzeugen.
Das von der Beleuchtungseinheit an der Unterseite des Dokumentes reflektierte Licht wird über den Strahlengang 13 auf einen Umlenkspiegel 12 gelenkt und dort durch ein Objektiv 11 auf eine Zeilenkamera 10 gerichtet, welche geeignet ist, entsprechend den Text auf dem Dokument auszuwerten oder auch Bildinformationen oder auch versteckte Informationen, die bspw. nur im NIR-Bereich auslesbar sind.
Auf dem Y-Schlitten 7 ist im übrigen noch fest eine Signalverarbeitungsplatine 9 befestigt, mit deren Hilfe die entsprechenden Auswertungen erfolgen. Dies sichert, daß die Informationswege und die Kabellängen kurz sind und daher die gesamte Anordnung wenig störungsanfällig ist.
Durch Vergleich der Figur 1 mit der Figur 3 wird im übrigen erkennbar, daß die Richtung des Strahlengangs 16 durchaus unterschiedlich sein kann, d. h., in Figur 1 ist der Strahlengang 16 schräg nach vorne in Richtung auf die Auflagefläche 3 geneigt, während in Figur 3 der Strahlengang 16 schräg nach hinten geneigt ist. Beide geneigten Strahlengänge werden in der vorliegenden Erfindung beansprucht.
Die Anordnung eines geneigten Strahlenganges 16 im Winkel zur Auflagefläche 3 hat nämlich den Vorteil, daß mit dieser Beleuchtungseinheit 14 und letzten Endes mit der Kamera 10 zunächst grob während des Abtastens des Dokumentes die entsprechenden Positionen der später mit der Laserauswerteeinheit zu erfassenden Beugungsmerkmale auf dem Dokument festgestellt werden können. Es wird also mit der Zeilen-Kamera 10 beim Abtasten der Dokumentenoberfläche zunächst grob die Position der später mit der Laseroptik zu erkennenden Beugungsmerkmale festgestellt und erst später dann mit den auf dem X-Schlitten angeordneten Laser- Auswertekomponenten dieses Beugungsmerkmal verifiziert.
Wichtig ist nämlich, daß die eigentliche Verifikation des Beugungsmerkmals mit Hilfe der auf dem X-Schlitten 8 angeordneten Komponenten erfolgt. Diese Komponenten bestehen aus einem Laser 21 (siehe hierzu auch Figur 2), welcher einen Strahlengang 22 auf einen Umlenkspiegel 20 erzeugt, der seinerseits einen Strahlengang 23 auf die zu untersuchende Dokumentenoberfläche lenkt.
Hierbei wird angenommen , daß der X-Y-Schlitten 7, 8 nun genau unterhalb des zu untersuchenden Beugungsmerkmals positioniert ist, d. h., der X-Y-Schlitten wurde bereits schon in eine genau festgelegte X-Y-Position verfahren. Die Figur 1 zeigt ja lediglich die Grundstellung, während in der Auswertestellung der X-Y-Schlitten an einer ganz genau festgelegten und zur Auswertung des Beugungsmerkmals geeigneten Stelle unterhalb der Auflagefläche 3 verfahren wird.
Das von dem Beugungsmerkmal erzeugte reflektierte Bild wird auf die Mattscheibe 19 reflektiert und bildet auf der Mattscheibe 19 ein bestimmtes Beugungsmuster 49, welches durch die Mattscheibe 19 hindurch von unten her unter einem bestimmten Raumwinkel 24 einer QCR-Matrix-Kamera 17 durch ein Objektiv 18 betrachtet wird.
D. h. also, das auf die Mattscheibe auftreffende Beugungsmuster 49 wird in dem Objektiv 18 fokussiert und auf die OCR-Matrix-Kamera 17 gelenkt und dort ausgewertet.
Damit ist klar, daß die gesamte Auswerteeinheit auf engstem Raum und gegen Dejustage unempfindlich in dem X-Schlitten 8 angeordnet ist und daher eine sehr kompakte Einheit bildet.
Es wird im folgenden nun die UV-Auswerteeinheit beschrieben, welche insbesondere zur Auswertung von fluoreszierenden Echtheitsmerkmalen auf der Dokumentenoberfläche dient. Die gesamte Anordnung ist insbesondere für die Betrachtung in UV-Licht ausgerichtet. Dies bedeutet, daß hierzu ein UV-Blitz 26 vorgesehen ist, welcher mit einer Fiiterscheibe 27 versehen ist, der in Pfeilrichtung 30 ein Licht mit hohem UV- Anteil auf die Dokumentenoberfläche richtet und dadurch die Dokumentenoberfläche mit charakteristisch aufleuchtenden fluoreszierenden Fäden anregt. Das vom Dokument 3 reflektierte Licht wird zwischen den begrenzenden Strahlengängen 32, 33 auf den Spiegel 25 gelenkt und von dort über das Objektiv 28 mit der Abbdilung 31 in die Kamera 29 abgebildet und von einem dort angeordneten CCD-Chip erfaßt.
Vor dem Objektiv 28 kann ein UV-Filter angeordnet werden, welcher das UV-Licht sperrt, so daß nur ein Licht außerhalb des UV-Bereiches von der Kamera erfaßt wird. Damit kann die Kamera 29 nicht von dem UV-Blitz 26 „geblendet" werden.
Die mechanischen Komponenten der Anordnung werden nun anhand der Figuren 3 bis 6 näher beschrieben.
Hierbei ist wichtig, daß gemäß Figur 3 und 6 zwei in Y-Richtung weisende Führungsschienen 35 parallel zueinander angeordnet und im Gehäuse 1 fest verankert sind. Die Führungsschienen 35 sind hierbei jeweils von Lagerböcken 39 getragen.
In den Führungsschienen 35 laufen jeweils zwei hintereinanderliegend angeordnete Kugelbüchsen 48 (siehe Figur 6), mit welchen der Y-Schlitten 7 fest verbunden ist.
Damit ist der gesamte Y-Schlitten in den Pfeilrichtungen 5 in Y-Richtung frei verfahrbar und steuerbar. Der Antrieb erfolgt hierbei über einen Schrittmotor 34, der fest am Gehäuse 1 verankert ist und der über eine Antriebswelle 36 einen Zahnriemen 37 trägt, welcher auf der gegenüberliegenden Seite auf einer Umlenkrolle 40 läuft. Das eine Trum des Zahnriemens ist hierbei mit dem Y-Schlitten 7 verbunden. Selbstverständlich ist die. Erfindung nicht . auf eine obenliegende Führung mit obenliegenden, parallelen Führungsschienen 35 beschränkt; es können auch andere
Führungselemente verwendet werden, insbesondere untenliegende
Führungsschienen 35, und statt der vier verwendeten Führungsbüchsen 48 können auch mehr oder weniger Führungsbüchsen verwendet werden.
Es werden im übrigen sämtliche Linearführungen beansprucht, welche in der Lage sind, einen derartigen X-Y-Schlitten 7, 8 zu verwirklichen.
An der Unterseite des YτSchlittens 7 ist ein Gehäuse 38 angeordnet, in dem fest die Zeilen-Kamera 10 und das Objektiv 11 angeordnet sind, was dafür sorgt, daß diese Teile leicht auswechselbar gehalten sind und damit getrennt voneinander justiert werden können. D. h., es kann aufgrund der Anordnung in dem Gehäuse 38 die Kamera 10 werksseitig sehr genau auf das dort angeordnete Objektiv 11 justiert werden, und später kann das gesamte Gehäuse 38 sehr genau auf den außerhalb angeordneten Umlenkspiegel 12 justiert werden.
Der X-Schlitten 8 ist senkrecht zur Zeichenebene der Figur 3 in dem Y-Schlitten verfahrbar angeordnet.
Hierbei wird der X-Schlitten 8 auf einer als Rohrführung 41 ausgebildeten linksseitigen Führung verschiebbar zur Zeichenebene der Figur 3 verfahrbar angetrieben, während die rechte Seite der Führung durch eine Gleitführung 50 gebildet ist, auf welcher der Y-Schlitten lediglich mit einem Gleitklotz aufsetzt und die Führungsschiene fest in dem Y-Schlitten befestigt ist.
Zur Einstellung der Endlage des X-Schlittens 8 in den Y-Schlitten 7 sind hierbei zwei im Abstand voneinander angeordnete Endschalter 42 vorgesehen, die auch in den Figuren 4 und 5 dargestellt sind.
X- und Y-Achse besitzen also jeweils zwei Endschalter. Der Antriebsmotor 43 für den X-Schlitten ist hierbei im Y-Schlitten 7 befestigt und treibt über seine Antriebswelle 44 und einen Zahnriemen 45 den X-Schlitten 8 in Pfeilrichtung 6 an.
Hierbei läuft dieser Zahnriemen 45 über eine Umlenkrolle 47 gemäß Figur 5 im Y- Schlitten 7.
Die Rohrführung 41 ist im übrigen hierbei auf zwei im Abstand voneinander angeordneten Lagerböcken 46 im Y-Schlitten gemäß Figur 5 befestigt.
Die Figur 6 zeigt in Draufsicht, daß der X-Schlitten 8 in zwei verschiedene Endpositionen verfahren werden kann, wobei die Endposition des X-Schlittens mit 8' angegeben ist.
Zeichnunqsleqende
Gehäuse 26 UV-Blitz Frontplatte 30 27 Filterscheibe Auflagefläche 28 Objektiv Winkel 29 Matrix-Kamera Y-Richtung 30 Pfeilrichtung X-Richtung 31 Abbildung Y-Schlitten 35 32 Strahlengang X-Schlitten 33 Strahlengang Signalverarbeitungsplatine 34 Schrittmotor Zeilen-Kamera 35 Führungsschiene Objektiv 36 Antriebswelle Umlenkspiegel 40 37 Zahnriemen Strahlengang 38 Gehäuse Beleuchtungseinheit 39 Lagerbock (Y) Fokussierlinse 40 Umlenkrolle Strahlengang (Beleuchtung) 41 Rohrführung OCR-Matrix-Kamera 45 42 Endschalter Objektiv 43 Motor (X) Mattscheibe 44 Antriebswelle Umlenkspiegel 45 Zahnriemen Laser 46 Lagerbock (X) Strahlengang 50 47 Umlenkrolle (X) Strahlengang .48 Kugelbüchse (Y) Raumwinkel 49 Beugungsmuster Umlenkspiegel 50 Gleitführung

Claims

Patentansprüche
1. Dokumentenprüfgerät zur automatischen Prüfung von Wert- und Sicherheitsdokumenten, dadurch gekennzeichnet, daß das Dokumentenprüfgerät einen in X-Y-Richtung (5, 6) verfahrbaren Kreuzschlitten (7, 8) aufweist, wobei die zur Auswertung der Echtheitsmerkmale erforderlichen Komponenten (9-12, 14-21) auf diesem Kreuzschlitten (7, 8) angeordnet sind.
Dokumentenprüfgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in X-Richtung (6) verfahrbare X-Schlitten (8) des Kreuzschlittens innerhalb eines in Y-Richtung (5) verfahrbaren äußeren Y-Schlitten (7) verfahrbar angeordnet ist.
3. Dokumentenprüfgerät nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Gruppe von Auswerteeinheiten (17-21) zur Auswertung der Beugungsstrukturen auf dem inneren in X-Richtung (6) verfahrbaren X-Schlitten (8) des Kreuzschlittens (7, 8) angeordnet ist, und daher in X-Richtung (6), wie auch in Y-Richtung (5) verfahrbar ist und eine zweite
Gruppe von Auswertekomponenten (9-12, 14, 15), beispielsweise zur Auswertung eines Textes, IR-Feldes und/oder eines Fotofeldes, auf dem in Y- Richtung (5) verfahrbaren Y-Schlitten (7) des Kreuzschlittens (7, 8) angeordnet ist, und daher nicht in X-Richtung verfahrbar ist.
4. Dokumentenprufgerat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß diese erste Gruppe von Auswerteeinheiten zur Auswertung der Beugungsstrukturen einen Laser (21) und eine entsprechende Auswerteoptik (17-20) beinhaltet. Dokumentenprüfgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Auswerteoptik (17-20) dem Strahlengang des Lasers (21) folgend einen Auswertespiegel (20), eine Mattscheibe (19), ein Objektiv (18) und eine OCR- Matrix-Kamera (17) beinhaltet.
6. Dokumentenprüfgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die OCR-Matrix-Kamera (17) sowohl im Weißlicht, als auch im IR-Licht lesen kann.
7. Dokumentenprüfgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Y-Schlitten (7) auch die Beleuchtungseinheit (14) angeordnet ist, welche aus mindestens einer Beieuchtungszeile besteht.
8. Dokumentenprüfgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine ortsfeste Auswerteeinheit (25-29) für Fluoreszenzmerkmale eines Dokuments an dem Dokumentenprüfgerät angeordnet ist, welche eine ortsfeste Kamera (29) im Gehäuse (1) des Gerätes beinhaltet, welche auf einen Spiegel (25) sieht, welcher Spiegel (25) die
Auflagefläche (3) für ein Dokument abbildet, wobei mit einer geeigneten UV- Beleuchtungsquelle (26) die Auflagefläche (3) bestrahlt wird, so daß das emittierte Licht des Dokuments über den Spiegel (25) auf die ortsfeste Kamera (28) gelenkt wird.
9. Dokumentenprüfgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine geeignete UV-Beleuchtungsquelle (26) vorgesehen ist, welche die Auflagefläche (3) bestrahlt und das emittierte Licht des Dokuments über die OCR-Matrix-Kamera (17) oder einer separaten an dem Y-
Schlitten (7) befestigten Kamera gelesen wird, welche UV-Strahlung lesen können.
10. Dokumentenprüfgerät zur automatischen Prüfung von Wert- und Sicherheitsdokumenten, dadurch gekennzeichnet, daß eine ortsfeste Auswerteeinheit (25-29) für Flupreszenzmerkmale eines Dokuments an dem Dokumentenprüfgerät angeordnet ist.
11. Dokumentenprüfgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die ortsfeste Auswerteeinheit (25-29) für Fluoreszenzmerkmale eines Dokuments eine ortsfeste Kamera (29) im Gehäuse (1) des Gerätes beinhaltet, welche auf einen Spiegel (25) sieht, welcher Spiegel (25) die Auflagefläche (3) für ein
Dokument abbildet, wobei mit einer geeigneten UV-Beleuchtungsquelle (26) die Auflagefläche (3) bestrahlt wird, so daß das emittierte Licht des Dokuments über den Spiegel (25) auf die ortsfeste Kamera (28) gelenkt wird.
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