WO2005109352A1 - Device and method for verification of a security or value document provided with a security feature applied on a support - Google Patents

Device and method for verification of a security or value document provided with a security feature applied on a support Download PDF

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WO2005109352A1
WO2005109352A1 PCT/EP2005/002329 EP2005002329W WO2005109352A1 WO 2005109352 A1 WO2005109352 A1 WO 2005109352A1 EP 2005002329 W EP2005002329 W EP 2005002329W WO 2005109352 A1 WO2005109352 A1 WO 2005109352A1
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WO
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line
security
sensor
value document
carrier
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PCT/EP2005/002329
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Inventor
Manfred Paeschke
Oliver Muth
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Bundesdruckerei Gmbh
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications

Definitions

  • the invention relates to a device for checking the authenticity (verification) of a security or value document provided with a security feature, which is applied to a carrier, having the features of claim 1.
  • the invention further relates to a method for checking the authenticity of a security or value document provided with a security feature, wherein the security or value document is applied to a carrier, and wherein the method is carried out with a device according to one of claims 1 to 11, according to the features of claim 12.
  • Such authenticity recognition devices are increasingly required by security systems that are able to recognize a security or value document or a product provided with a security feature on a support, wherein the position of the value document is not fixed.
  • the carrier may be, for example, a letter or a large or maxi letter, wherein the document of value, for example in the form of a stamp or a corresponding franking, is arranged unordered on the carrier.
  • the authenticity checking device must recognize the more or less randomly arranged value document over the entire area of the carrier.
  • Image recognition method solved, which evaluate the visually visually visible Irrformation.
  • Security features of security and security documents hide but also hide invisible information, such as UV, NIR, IR and magnetic or electromagnetic information. If necessary. also specific material properties are detected. These features can not readily be picked up and processed by image recognition methods, but instead special sensor arrangements must be used which detect one or more of the properties mentioned.
  • the invention is therefore an object of the invention to provide a device for Echmeitsübe examination, with a simple manner provided with a security feature security or value document can be checked, which is applied disorderly on a support.
  • the apparatus for checking the authenticity of a security or value document provided with a security feature, which is applied to a carrier comprises a line-shaped verification sensor, which contains an array of raster elements, with which the carrier can be scanned all-flat.
  • the security feature is charged with excitation light.
  • the raster elements of the line-shaped arrangement comprise a sensor IC line which corresponds to that of the safety . or value document receives emitted light.
  • the intensity profile and / or the wavelength profile and / or the temporal response signal can be used for the authenticity verification.
  • a combination of several such features can be used for the review.
  • the carrier is a letter, especially large or maxi letter, while the document of value consists in a franking, in particular a stamp.
  • the verification sensor comprises at least one cell-shaped arrangement of light sources which direct excitation light for the security feature onto the carrier or the document of value.
  • the cellular arrangement of excitation and detection elements results in a large fietzeninch '.'. Verification area and high processing speeds, such as are required for panoramicfeldbriefsen Landgen, wherein the security element can be detected in virtually any position.
  • the line-shaped arrangement of light sources is preferably formed from LED elements to which an LED optic is preset, with which the region of the value document to be imaged is illuminated.
  • the Verificationssensor comprises a line-shaped arrangement of laser diodes, each consisting of a laser IC, a splitter mirror and an associated photodiode.
  • the sensor IC line is preferably assigned a lenticular grid or a rod-lens array of cell-shaped optical fibers. Because of the different detection heights in large field letters, the sensor IC line can also be pre-set with an optical arrangement, with the object side, a cutting width of several centimeters and sufficient depth of field is achieved.
  • the sensor IC line and the line-shaped arrangement of light sources are 'preferably arranged on a common circuit board. Overall, the elements of the verification sensor are in one common. casing accommodated. This results in a compact unit that does not require any special adjustments during operation.
  • the verification sensor preferably comprises color filters, which selectively filters the light supplied to the sensor IC line or the photodiode with respect to the expected response signal and avoids cross sensitivities in the response signals.
  • the device according to the invention further provides a transport system, with which a relative movement between the - carrier and the cell-shaped Verificationssensor is generated.
  • a transport system with which a relative movement between the - carrier and the cell-shaped Verificationssensor is generated.
  • Fig. 1 A first embodiment of the invention with a line-shaped Verificationssensor in cross section
  • FIG. 4 shows a second exemplary embodiment of the invention in a longitudinal section along the laser diode line Fig. 5: the second Ausfunrungsbeispiel of the invention in cross section.
  • a first Ausfurirungsbeispiel a device 1 according to the invention is shown.
  • the line-shaped verification sensor 6 is arranged at the required distance above a transport system 5, for example a conveyor belt.
  • the transport system 5 moves the carrier 3, in the exemplary embodiment a large field letter with a largely arbitrarily attached value document 2, for example a stamp under the line-shaped verification sensor 6.
  • the franking is located on the support 3 at not exactly defined position and contains an at least mechanically detectable security feature 4, for example. In the form of a marker contained in the value document 3.
  • security features can, for example, inorganic or. used in certain wavelength ranges, for example, in the UV range at 360 nm to about 400 nm, in the visible at 533 nm, 635 nm, 680 nm and in the near infrared (NBR) at 780 nm, 805 nm, 950 nm and 980 nm can be activated and generate characteristic response signals by having a Stokes or Antistokes shift in the visible or NIR range. Combinations of two or more feature substances are possible.
  • a sensor IC line 9 and a row-shaped arrangement of excitation light emitting LEDs (light emitting diodes) 10 are arranged on a printed circuit board 8, electrically interconnected and thermally coupled.
  • the sensor line 9, preferably a CMOS line, is preceded by a grid of gradient-optical fibers (rod-lens array) 11.
  • the rod-lens array thus allows the line-shaped image on the sensor IC line 9.
  • the light guides can be arranged linearly next to each other or in two or more rows with a corresponding offset to achieve the highest possible fill factor. Such a system offers a high resolution of over 600 dpi.
  • the distance to the document is relatively small in conventional rod-lens arrays with 0.1 mm up to a few mm. Since the carriers 3 have different heights, a detection distance of one or more cm is required. Therefore, in the example of FIG. 1, a line-shaped sensor optic 12 with sufficiently long focal length is connected upstream, which causes only slight blurring even at different read distances outside the optimum distance.
  • a filter 15 it may be necessary to turn on a filter 15 at a suitable location in the beam path to the sensor IC line.
  • the filter is mounted in front of the optics 12. However, it can also be arranged between the optics 12 and the Rod lens array or directly in front of the sensor IC line.
  • the emission of the LED line is fanned out line by line via the LED optics 13 in such a way that excitation light is applied to the value document 2 in the focal region 16 of the receiving optics (11, 12).
  • two or more LED rows each with associated LED optics 13 may be provided.
  • the additional LED lines can be arranged side by side or opposite one another, that is to say essentially symmetrically with respect to the sensor line.
  • LED lines with RGB colors as well as one line with white emission and one row each : with UV and IR emission can be used.
  • a series of laser diodes can also be used.
  • the emission may, for example, be in the range of 950 nm or 980 nm and in the UV range of 365 nm or, for example, 635 nm, 680 nm, 780 nm or 805 nm.
  • the system is switched spectrally sensitive by means of suitable filters 15 only in that region in which a desired response signal is to be evaluated. If more than one response signal is evaluated should, the respective areas must be trained accordingly sensitive.
  • the lighting and receiving units are housed in a common housing 7 and covered on the detection side with a Abdeckglas- 14.
  • the entire line-shaped Verificationssensor 6 thus forms a closed, compact unit, which is well protected against contamination and in operation no adjustment.reforderlich.
  • the sensor IC line 9 and the at least one LED line 10 are connected via a not-shown electronics.
  • the control and evaluation can thus run according to programs, obei to a higher-level control system, with which the transport system 5 is controlled, appropriate information is passed.
  • a spectral sensitivity of the long-wave UV at about 380 nm to the short-wave NIR region at about 1,100 nm is given.
  • the cross-sensitivity in response signals can be substantially reduced.
  • the response signals may be longer or shorter wavelength and range from the long-wave UV to the short-wave NIR. It is also possible to use two or more response signals, in particular non-visible response signals, for the evaluation. In this case, the spectral position, shape and arrival and decay behavior of a response signal as well as the ratio of the intensities in the case of several response signals can be used for the verification. Especially in the case of two or more excitation wavelengths, security features with higher complexity can be verified and / or further surface areas of the value document or of the carrier can be included in the authenticity check.
  • FIG. 2 shows the verification system 1 in longitudinal section through the sensor line 9 and the optics 12 connected upstream thereof. The reference numerals again designate the same parts as in FIG. 1.
  • the schematically indicated gradient fibers 11 can be arranged side by side or with a higher filling factor in a single row staggered against each other in two or more rows.
  • the also schematically indicated sensor optics 12 forms a fine line on the surface of the value document 2 with the security feature 4 on the rod-lens array 11 from.
  • the line-shaped verification system 1 is shown in longitudinal section through the LED row 10 and the oblique LED optics 13.
  • the individual LED elements 10 may be surface-mounted SMT LED elements, chopped LED elements or laser diodes.
  • the individual elements can also already be formed with an integrated optic.
  • the purpose of the LED optical system 13 is to sufficiently illuminate the region of the document of value 2 used for imaging on the sensor IC line, if necessary with appropriate beam expansion.
  • laser diode 17 is understood in this embodiment, a component having at least one laser IC 18 and a photodiode 20, wherein the transmitter and receiver beam paths are separated by a splitter mirror 19.
  • the line-shaped verification system based on a plurality of juxtaposed laser diodes 17 is shown schematically and in section. Since the height of the transported on the conveyor belt 5 through the scanning area carrier 3 can be very different a correspondingly long focal length optics 21 is connected upstream. In the same figure is also still a Sttahlaufweitung 22 shown with the line-shaped verification can be achieved by closely spaced laser diode / optics systems. Often, however, the beam expansion 22 can be dispensed with or the laser diode 17 and / or the optics 21 can be moved in an oscillating manner. This is particularly possible because conventional laser diodes allow a very high pulse rate. Thus, CD and DVD laser diodes usually oscillator frequencies between 2 and 7 kHz are used.
  • a semitransparent divider mirror 19 is used which separates the transmitter and receiver beam paths and conducts the spectrally filtered-out response signal to the photodiode 20.
  • the photodiode can also be arranged next to the laser IC 18 with a correspondingly designed beam part optics.
  • wavelength ranges in the long-wave UV at 360 nm to about 400 nm, in the visible range at 533 nm, 635 nm and 680 nm and in the NIR at 780 nm, 805 nm, 950 nm and 980 nm can be selected for the laser diodes.
  • FIG. 5 shows the line-shaped verification system in a cross-section rotated by 90 ° relative to FIG. 4.
  • the optical system 21 is provided with the appropriate focal length in order to concentrate both the illuminating light in focus 16 and a sufficiently sharp image of the value document.

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Abstract

The invention relates to a device and a method for verification of a security or value document provided with a security feature applied on a support. A linear verification sensor contains an arrangement of raster elements, by means of which the entire surface of the support may be scanned, whereby the security feature is irradiated with stimulating light and the raster elements of the linear arrangement comprise a sensor IC row, receiving the light from the security or value document.

Description

VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR ECHTHEITSUBERPRUFUNG EINES MIT EINEM SICHERHEITSMERKMAL VERSEHENEN SICHERHEITS- ODER WERTDOKUMENTS, DAS AUF EINEM TRÄGER AUFGEBRACHT ISTDEVICE AND METHOD FOR VERIFICALLY CHECKING A SAFETY OR VALUE DOCUMENT PROVIDED WITH A SECURITY FEATURE ON A CARRIER
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Echtheitsüberprüfung (Verifikation) eines mit einem Sicherheitsmerkmal versehenen Sicherheitsoder Wertdokuments, das auf einem Träger aufgebracht ist, mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Echtheitsüberprüfung eines mit einem Sicherheitsmerkmal versehenen Sicherheits- oder Wertdokuments, wobei das Sicherheits- oder Wertdokument auf einen Träger aufgebracht wird, und wobei das Verfahren mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis .11 durchgeführt wird, gemäß den Merkmalen des Anspruchs 12.The invention relates to a device for checking the authenticity (verification) of a security or value document provided with a security feature, which is applied to a carrier, having the features of claim 1. The invention further relates to a method for checking the authenticity of a security or value document provided with a security feature, wherein the security or value document is applied to a carrier, and wherein the method is carried out with a device according to one of claims 1 to 11, according to the features of claim 12.
Derartige Echtheitserkennungseinrichtungen werden in zunehmenden Maße von Sicherheitssystemen benötigt, die in der Lage sind ein Sicherheits- oder Wertdokument oder ein Produkt, das mit einem Sicherheitsmerkmal versehen ist, auf einem Träger zu erkennen, wobei die Position des Wertdokuments nicht festliegt. Der Träger kann bspw. ein Brief bzw. ein Groß- oder Maxibrief sein, wobei das Wertdokument, beispielsweise in Form einer Briefmarke oder einer entsprechenden Freimachung, ungeordnet auf dem Träger angebracht ist. Das hat zur Folge, dass die Vorrichtung zur Echtheitsüberprüfung das mehr oder minder zufällig angeordnete Wertdokument über den gesamten Bereich des Trägers erkennen muss.Such authenticity recognition devices are increasingly required by security systems that are able to recognize a security or value document or a product provided with a security feature on a support, wherein the position of the value document is not fixed. The carrier may be, for example, a letter or a large or maxi letter, wherein the document of value, for example in the form of a stamp or a corresponding franking, is arranged unordered on the carrier. As a result, the authenticity checking device must recognize the more or less randomly arranged value document over the entire area of the carrier.
Im Vergleich mit anderen Wertdokumenten, bspw. Banknoten, bei denen der Ort des Sicherheitsmerkmals fest definiert ist, liegt dem vorstehend geschilderten Fall somit eine ganz andere Aufgabenstellung zugrunde. Üblicherweise werden solche Aufgabenstellungen mittelsIn comparison with other value documents, for example banknotes, in which the location of the security feature is firmly defined, this is the above thus described a completely different task. Usually such tasks are by means of
Bilderkennungsverfahren gelöst, welche die optisch visuell sichtbare Irrformation auswerten. Sicherheitsmerkmale von Wert- und Sicherheitsdokumenten verbergen verbergen aber auch nicht sichtbare Information, wie bspw. UV-, NIR-, IR- und magnetische oder elektromagnetische Information. Ggfs. werden auch spezifische Materialeigenschaften detektiert. Diese Merkmale können von Bilderkennungsverfahren nicht ohne weiteres aufgenommen und verarbeitet werden, vielmehr müssen hierzu spezielle Sensoranordnungen eingesetzt werden, die eine oder mehrere der genannten Eigenschaften detektieren.Image recognition method solved, which evaluate the visually visually visible Irrformation. Security features of security and security documents hide but also hide invisible information, such as UV, NIR, IR and magnetic or electromagnetic information. If necessary. also specific material properties are detected. These features can not readily be picked up and processed by image recognition methods, but instead special sensor arrangements must be used which detect one or more of the properties mentioned.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Echmeitsübe rüfung anzugeben, mit der in einfacher Weise ein mit einem Sicherheitsmerkmal versehenes Sicherheits- oder Wertdokument überprüft werden kann, das ungeordnet auf einem Träger aufgebracht ist.The invention is therefore an object of the invention to provide a device for Echmeitsübe examination, with a simple manner provided with a security feature security or value document can be checked, which is applied disorderly on a support.
Hierzu umfasst die Vorrichtung zur Echtheitsüberprüfung eines mit einem Sicherheitsmerkmal versehenen Sicherheits- oder Wertdokuments, das auf einem Träger aufgebracht ist, einen zeilenformigen Verifikationssensor, der eine Anordnung von Rasterelementen enthält, mit der der Träger ganzflachig abtastbar ist. Das Sicherheitsmerkmal wird mit Anregungslicht beaufschlagt. Die Rasterelemente der zeilenformigen Anordnung umfassen eine Sensor-IC- Zeile, welches das vom Sicherheits- . oder Wertdokument emittierte Licht empfangt.For this purpose, the apparatus for checking the authenticity of a security or value document provided with a security feature, which is applied to a carrier, comprises a line-shaped verification sensor, which contains an array of raster elements, with which the carrier can be scanned all-flat. The security feature is charged with excitation light. The raster elements of the line-shaped arrangement comprise a sensor IC line which corresponds to that of the safety . or value document receives emitted light.
Dabei kann das Intensitätsprofü und/oder das Wellenlängenprofil und/oder das zeitliche Antwortsignal für die Echtheitsverifikation verwendet werden. Auch eine Kombination mehrerer solcher Merkmale kann für die Überprüfung herangezogen werden. Vorzugsweise ist der Träger ein Brief, insbesondere Groß- oder Maxibrief, während das Wertdokument in einer Freimachung, insbesondere einer Briefmarke besteht. Der Verifikationssensor umfasst erfindungsgemäß mindestens eine zellenförmige Anordnung von Lichtquellen, die Anregungslicht für das Sicherheitsmerkmal auf den Träger bzw. das Wertdokument richten. Die zellenförmige Anordnung von Anregungs- und Detektionselementen ergibt einen fiächenmäßig großen ' .'.Verifikationsbereich sowie hohe Verarbeitungsgeschwindigkeiten, wie sie für Großfeldbriefsendüngen erforderlich sind, wobei das Sicherheitselement in nahezu beliebiger Position detektiert werden kann.In this case, the intensity profile and / or the wavelength profile and / or the temporal response signal can be used for the authenticity verification. A combination of several such features can be used for the review. Preferably, the carrier is a letter, especially large or maxi letter, while the document of value consists in a franking, in particular a stamp. According to the invention, the verification sensor comprises at least one cell-shaped arrangement of light sources which direct excitation light for the security feature onto the carrier or the document of value. The cellular arrangement of excitation and detection elements results in a large fiächenmäßig '.'. Verification area and high processing speeds, such as are required for Großfeldbriefsendüngen, wherein the security element can be detected in virtually any position.
Vorzugsweise wird die zeilenförmige Anordnung von Lichtquellen aus LED- Elementen gebildet, denen eine LED-Optik vorgesetzt ist, mit der der abzubildende Bereich des Wertdokuments ausgeleuchtet wird.The line-shaped arrangement of light sources is preferably formed from LED elements to which an LED optic is preset, with which the region of the value document to be imaged is illuminated.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Verifikationssensor eine zeilenförmige Anordnung von Laserdioden, die jeweils aus einem Laser- IC, einem Teilerspiegel und einer zugeordnete Photodiode bestehen.In a further embodiment of the invention, the Verificationssensor comprises a line-shaped arrangement of laser diodes, each consisting of a laser IC, a splitter mirror and an associated photodiode.
Bevorzugt ist der Sensor-IC-Zeile ein Linsenraster oder ein rod-lens-array aus zellenförmig angeordneten Lichtleitfasern zugeordnet. Wegen der unterschiedlichen Detektionshöhen bei Großfeldbriefen kann der Sensor-IC- Zeile zudem eine optische Anordnung vorgesetzt sein, mit der objekt-seitig eine Schnittweite von mehreren Zentimetern und ausreichende Schärfentiefe erreicht wird.The sensor IC line is preferably assigned a lenticular grid or a rod-lens array of cell-shaped optical fibers. Because of the different detection heights in large field letters, the sensor IC line can also be pre-set with an optical arrangement, with the object side, a cutting width of several centimeters and sufficient depth of field is achieved.
Die Sensor-IC-Zeile und die zeilenförmige Anordnung von Lichtquellen sind ' vorzugsweise auf einer gemeinsamen Leiterplatte angeordnet. Insgesamt sind die Elemente des Verifikationssensors in ■ einem gemeinsamen . Gehäuse untergebracht. Dies ergibt eine kompakte Baueinheit, die im Betrieb kein besonderen Justierarbeiten erforderlich macht.The sensor IC line and the line-shaped arrangement of light sources are 'preferably arranged on a common circuit board. Overall, the elements of the verification sensor are in one common. casing accommodated. This results in a compact unit that does not require any special adjustments during operation.
Der Verifikationssensor umfasst vorzugsweise Farbfilter, welches das der Sensor-IC-Zeile oder der Photodiode zugeführte Licht im Hinblick auf das zu erwartende Antwortsignal selektiv filtert und Querempfindlichkeiten bei den Antwortsignalen vermeidet.The verification sensor preferably comprises color filters, which selectively filters the light supplied to the sensor IC line or the photodiode with respect to the expected response signal and avoids cross sensitivities in the response signals.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung sieht ferner ein Transportsystem vor, mit dem eine Relativbewegung zwischen dem - Träger und dem zellenförmigen Verifikationssensor erzeugt wird. Durch Bewegung des Trägers quer zum Verifikationssensor kann ersterer großflächig abgetastet werden, wobei dich das Transportsystem über das Verifikationssystem entsprechend steuern läßt.The device according to the invention further provides a transport system, with which a relative movement between the - carrier and the cell-shaped Verificationssensor is generated. By movement of the carrier across the Verificationssensor the former can be scanned large area, where you can control the transport system via the verification system accordingly.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausfuhrungsbeispiele.Further details and features of the invention will become apparent from the following description of the exemplary embodiments.
Es zeigen:Show it:
II
Fig. 1: Ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem zeilenformigen Verifikationssensor im QuerschnittFig. 1: A first embodiment of the invention with a line-shaped Verificationssensor in cross section
Fig. 2: das erste Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung in einem Längsschnitt entlang der Sensorzeile2 shows the first exemplary embodiment of the invention in a longitudinal section along the sensor line
Fig. 3: das erste Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem Längsschnitt entlang der LED-Zeile und der LED-Optik3: the first embodiment of the invention in a longitudinal section along the LED line and the LED optics
Fig. 4: ein zweites Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung in einem Längsschnitt entlang der Laser-Dioden-Zeile Fig. 5: das zweite Ausfunrungsbeispiel der Erfindung im Querschnitt.4 shows a second exemplary embodiment of the invention in a longitudinal section along the laser diode line Fig. 5: the second Ausfunrungsbeispiel of the invention in cross section.
In Fig. 1 ist ein erstes Ausfurirungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 dargestellt. Der zeilenförmige Verifikationssensor 6 ist im geforderten Abstand über einem Transportsystem 5, beispielsweise einem Transportband angeordnet. Das Transportsystem 5 bewegt den Träger 3, im Ausführungsbeispiel einen Großfeldbrief mit einem darauf weitgehend willkürlich angebrachten Wertdokument 2, bspw. einer Briefmarke unter dem zeilenformigen Verifikationssensor 6 hindurch. Die Freimachung befindet sich auf dem Träger 3 an nicht exakt festgelegter Position und enthält ein zumindest maschinell detektierbares Sicherheitsmerkmal 4, bspw. in Form eines im Wertdokument 3 enthaltenen Markierungsstoffes.In Fig. 1, a first Ausfurirungsbeispiel a device 1 according to the invention is shown. The line-shaped verification sensor 6 is arranged at the required distance above a transport system 5, for example a conveyor belt. The transport system 5 moves the carrier 3, in the exemplary embodiment a large field letter with a largely arbitrarily attached value document 2, for example a stamp under the line-shaped verification sensor 6. The franking is located on the support 3 at not exactly defined position and contains an at least mechanically detectable security feature 4, for example. In the form of a marker contained in the value document 3.
Als Sicherheitsmerkmale können bspw. anorganische oder . organische Lumineszenzsysteme eingesetzt werden, die in bestimmten Wellenlängenbereichen bspw. im UV-Bereich bei 360 nm bis ca. 400 nm, im Sichtbaren bei 533 nm, 635 nm, 680 nm und im nahen Infrarot (NBR.) bei 780 nm, 805 nm, 950 nm und 980 nm aktiviert werden können und charakteristische Antwortsignale erzeugen, indem sie eine Stokes- oder Antistokes-Shift im sichtbaren oder NIR-Bereich aufweisen. Auch Kombinationen von zwei oder mehreren Merkmalsstoffen sind möglich.As security features can, for example, inorganic or. used in certain wavelength ranges, for example, in the UV range at 360 nm to about 400 nm, in the visible at 533 nm, 635 nm, 680 nm and in the near infrared (NBR) at 780 nm, 805 nm, 950 nm and 980 nm can be activated and generate characteristic response signals by having a Stokes or Antistokes shift in the visible or NIR range. Combinations of two or more feature substances are possible.
Im Gehäuse des zellenförmigen Verifikationssensors 6 sind auf einer Leiterplatte 8 eine Sensor IC-Zeile 9 und eine zeilenförmige Anordnung von Anregungslicht emittierenden LEDs (light emitting diodes) 10 angeordnet, elektrisch verschaltet und thermisch angekoppelt. Der Sensorzeile 9, vorzugsweise einer CMOS-Zeile ist ein Raster aus- gradientenoptischen Fasern (rod-lens-array) 11 vorgeschaltet. Das rod-lens-array ermöglicht derart die zeilenförmige Abbildung auf der Sensor-IC-Zeile 9. Je nach gewünschter Auflösung können dabei die Lichtleiter linear neben einander oder in zwei oder mehreren Reihen mit entsprechendem Versatz zur Erzielung eines möglichst hohen Füllfaktors angeordnet werden. Ein derartiges System bietet eine hohe Auflösung bis über 600 dpi. Der Abstand zum Dokument ist bei übliche Rod-lens-arrays mit 0,1 mm bis zu wenigen mm relativ gering. Da die Träger 3 unterschiedliche Höhen aufweisen, ist ein Detektionsabstand von einem oder mehreren cm erforderlich. Deshalb ist im Beispiel der Fig. 1 eine zeilenförmige Sensor-Optik 12 mit ausreichend langer Brennweite vorgeschaltet, die auch bei unterschiedlichen Leseabständen außerhalb der optimalen Entfernung nur geringe Unscharfe verursacht. Je nach Art des zu verifizierenden Sicherheitsmerkmals 4 kann es notwendig sein, ein Filter 15 an geeigneter Stelle in den Strahlengang zur Sensor-IC-Zeile einzuschalten. Im gezeigten Ausfuhrungsbeispiel ist das Filter vor der Optik 12 angebracht. Es kann aber genauso zwischen der Optik 12 und dem Rod-lens-array oder unmittelbar vor der Sensor-IC-Zeile angeordnet sein.In the housing of the cellular verification sensor 6, a sensor IC line 9 and a row-shaped arrangement of excitation light emitting LEDs (light emitting diodes) 10 are arranged on a printed circuit board 8, electrically interconnected and thermally coupled. The sensor line 9, preferably a CMOS line, is preceded by a grid of gradient-optical fibers (rod-lens array) 11. The rod-lens array thus allows the line-shaped image on the sensor IC line 9. Depending on the desired resolution, the light guides can be arranged linearly next to each other or in two or more rows with a corresponding offset to achieve the highest possible fill factor. Such a system offers a high resolution of over 600 dpi. The distance to the document is relatively small in conventional rod-lens arrays with 0.1 mm up to a few mm. Since the carriers 3 have different heights, a detection distance of one or more cm is required. Therefore, in the example of FIG. 1, a line-shaped sensor optic 12 with sufficiently long focal length is connected upstream, which causes only slight blurring even at different read distances outside the optimum distance. Depending on the nature of the security feature 4 to be verified, it may be necessary to turn on a filter 15 at a suitable location in the beam path to the sensor IC line. In the illustrated embodiment, the filter is mounted in front of the optics 12. However, it can also be arranged between the optics 12 and the Rod lens array or directly in front of the sensor IC line.
Die Emission der LED-Zeile wird über die LED-Optik 13 zeilenartig so aufgefächert, dass das Wertdokument 2 im Fokusbereich 16 der Empfangsoptik (11, 12) mit Anregungslicht beaufschlagt wird.The emission of the LED line is fanned out line by line via the LED optics 13 in such a way that excitation light is applied to the value document 2 in the focal region 16 of the receiving optics (11, 12).
In anderer Ausführung können zwei oder mehr LED-Zeilen mit jeweils zugehöriger LED-Optik 13 vorgesehen werden. Die zusätzlichen LED-Zeilen können dabei nebeneinander oder einander gegenüberliegend, also im wesentlichen symmetrisch zur Sensorzeile angeordnet werden. Zur Beleuchtung können dabei LED-Zeilen mit R-G-B Farben als auch ein Zeile mit weißer Emission und je eine Reihe :mit UV- und IR-Emission verwendet werden. Anstelle der LEDs kann auch eine Laser-Dioden Reihe verwendet werden. Die Emission kann bspw. im Bereich von 950 nm bzw. 980 nm und im UV-Bereich bei 365 nm oder beispielhaft bei 635 nm, 680 nm, 780 nm oder 805 nm liegen.In another embodiment, two or more LED rows, each with associated LED optics 13 may be provided. The additional LED lines can be arranged side by side or opposite one another, that is to say essentially symmetrically with respect to the sensor line. For illumination, LED lines with RGB colors as well as one line with white emission and one row each : with UV and IR emission can be used. Instead of the LEDs, a series of laser diodes can also be used. The emission may, for example, be in the range of 950 nm or 980 nm and in the UV range of 365 nm or, for example, 635 nm, 680 nm, 780 nm or 805 nm.
Empfangsseitig wird das System mittels geeigneter Filter 15 nur in jenem Bereich spektral sensitiv geschaltet, in 'dem ein gewünschtes Antwortsignal ausgewertet werden soll. Falls mehr, als ein Antwortsignal ausgewertet werden soll, müssen die jeweiligen Bereiche entsprechend sensitiv ausgebildet werden. "At the receiving end, the system is switched spectrally sensitive by means of suitable filters 15 only in that region in which a desired response signal is to be evaluated. If more than one response signal is evaluated should, the respective areas must be trained accordingly sensitive. "
Die Beleuchtungs- und Empfangseinheiten sind in einem gemeinsamen Gehäuse 7 untergebracht und detektionsseitig mit einem Abdeckglas- 14 abgedeckt. Der gesamte zeilenförmige Verifikationssensor 6 bildet somit eine geschlossene, kompakte Einheit, die gegen Verschmutzung gut geschützt ist und im Betrieb keinerlei Justierarbeiten.erforderlich macht.The lighting and receiving units are housed in a common housing 7 and covered on the detection side with a Abdeckglas- 14. The entire line-shaped Verificationssensor 6 thus forms a closed, compact unit, which is well protected against contamination and in operation no adjustment.reforderlich.
Die Sensor-IC-Zeile 9 und die zumindest eine LED-Zeile 10 werden über eine nicht gezeichnete Elektronik verbunden. Die Steuerung und Auswertung kann damit nach entsprechenden Programmen ablaufen, obei an ein übergeordnetes Steuersystem, mit dem auch das Transportsystem 5 gesteuert wird, entsprechende Informationen weitergegeben werden.The sensor IC line 9 and the at least one LED line 10 are connected via a not-shown electronics. The control and evaluation can thus run according to programs, obei to a higher-level control system, with which the transport system 5 is controlled, appropriate information is passed.
Durch die Verwendung von Sensor-IC-Zeilen auf Basis von CMOS- Elementen, ist eine spektrale Empfindlichkeit vom langwelligen UV bei etwa 380 nm bis in den kurzwelligen NIR-Bereich bei etwa 1.100 nm gegeben. Durch Auswahl geeigneter Filter 15 kann dabei die Querempfindlichkeit bei Antwortsignalen wesentlich reduziert werden.By using sensor IC lines based on CMOS elements, a spectral sensitivity of the long-wave UV at about 380 nm to the short-wave NIR region at about 1,100 nm is given. By selecting suitable filters 15, the cross-sensitivity in response signals can be substantially reduced.
Verglichen mit der Anregungswellenlänge können die Antwortsignale länger- oder kurzwelliger sein und im Bereich vom langwelligen UV bis zum kurzwelligen NIR liegen. Es können auch zwei oder mehr Antwortsignale, insbesondere auch nichtsichtbare Antwortsignäle • für die Auswertung herangezogen werden. Dabei können spektrale Lage, Form und An- und Abklingverhalten eines Antwortsignals sowie das Verhältnis der Intensitäten bei mehreren Antwortsignalen für die Verifikation herangezogen werden. Insbesondere im Fall von zwei oder mehr Anregungswellenlängen lassen sich Sicherheitsmerkmale mit höherer Komplexität verifizieren und/oder weitere Oberflächenbereiche des Wertdokuments oder des Trägers in die Echtheitsüberprüfung mit einbeziehen. Die Fig. 2 zeigt das Verifikationssystem 1 im Längsschnitt durch die Sensorzeile 9 und die ihr vorgeschaltete Optik 12. Die Bezugsziffern bezeichnen dabei wiederum die gleichen Teile wie in Fig. 1. Die schematisch angedeuteten Gradientenfasern 11 können in einer einzelnen Reihe nebeneinander oder mit höherem Füllfaktor versetzt gegeneinander in zwei oder mehr Reihen angeordnet sein. Die ebenfalls nur schematisch angedeutete Sensor-Optik 12 bildet eine feine Linie auf der Oberfläche des Wertdokuments 2 mit dem Sicherheitsmerkmal 4 auf das rod-lens-array 11 ab.Compared to the excitation wavelength, the response signals may be longer or shorter wavelength and range from the long-wave UV to the short-wave NIR. It is also possible to use two or more response signals, in particular non-visible response signals, for the evaluation. In this case, the spectral position, shape and arrival and decay behavior of a response signal as well as the ratio of the intensities in the case of several response signals can be used for the verification. Especially in the case of two or more excitation wavelengths, security features with higher complexity can be verified and / or further surface areas of the value document or of the carrier can be included in the authenticity check. FIG. 2 shows the verification system 1 in longitudinal section through the sensor line 9 and the optics 12 connected upstream thereof. The reference numerals again designate the same parts as in FIG. 1. The schematically indicated gradient fibers 11 can be arranged side by side or with a higher filling factor in a single row staggered against each other in two or more rows. The also schematically indicated sensor optics 12 forms a fine line on the surface of the value document 2 with the security feature 4 on the rod-lens array 11 from.
In Fig. 3 ist das zeilenförmige Verifikationssystem 1 im Längsschnitt durch die LED-Zeile 10 und die schräg verlaufende LED-Optik 13 dargestellt. Die einzelnen LED-Elemente 10 können dabei oberflächenmoήtierte SMT-LED- Elemente, gehauste LED-Elemente oder Laser-Dioden sein. Die einzelnen Elemente können auch bereits mit einer integrierten Optik ausgebildet sein. Die LED-Optik 13 hat die Aufgabe, den für die Abbildung auf die Sensor-IC- Zeile herangezogenen Bereich des. Wertdokuments 2 ausreichend, ggfs. unter entsprechender Strahlaufweitung, auszuleuchten.In Fig. 3, the line-shaped verification system 1 is shown in longitudinal section through the LED row 10 and the oblique LED optics 13. The individual LED elements 10 may be surface-mounted SMT LED elements, chopped LED elements or laser diodes. The individual elements can also already be formed with an integrated optic. The purpose of the LED optical system 13 is to sufficiently illuminate the region of the document of value 2 used for imaging on the sensor IC line, if necessary with appropriate beam expansion.
In einer in den Figuren 4 und 5 dargestellten zweiten Ausführungsforrn des erfindungsgemäßen Verifikationssystems werden sog. integrierte Laserdioden verwendet, wie sie von CD oder CD-R7RW bzw. DVD oder DVD-R/RW Anwendungen bekannt sind. Unter „Laser-Diode" 17 wird in dieser Ausführung ein Bauteil mit zumindest einem Laser-IC 18 und einer Photodiode 20 verstanden, wobei die Sender- und Empfängerstrahlengänge durch einen Teilerspiegel 19 getrennt werden.In a second embodiment of the verification system according to the invention shown in FIGS. 4 and 5, so-called integrated laser diodes are used, as are known from CD or CD-R7RW or DVD or DVD-R / RW applications. By "laser diode" 17 is understood in this embodiment, a component having at least one laser IC 18 and a photodiode 20, wherein the transmitter and receiver beam paths are separated by a splitter mirror 19.
In der Fig. 4 ist das zeilenförmige Verifikationssystem auf der Basis mehrerer nebeneinander angeordneter Laser-Dioden 17 schematisch und im Schnitt dargestellt. Da die Höhe der auf dem Transportband 5 durch den Abtastbereich transportierten Träger 3 sehr unterschiedlich sein kann ist eine entsprechend langbrennweitige Optik 21 vorgeschaltet. In der gleichen Figur ist auch noch eine Sttahlaufweitung 22 dargestellt, mit der eine zeilenförmige Verifikation durch eng benachbart angeordnete Laser-Dioden/Optik-Systeme erreicht werden kann. Oftmals, kann auf die Strahlaufweitung 22 aber verzichtet werden oder es kann die Laserdiode 17 und/oder die Optik 21 oszillierend bewegt werden. Dies ist insbesondere deshalb möglich, weil übliche Laser- Dioden eine sehr hohe Impulsrate ermöglichen. So werden bei CD und DVD Laser-Dioden werden üblicherweise Oszillatorfrequenzen zwischen 2 und 7 kHz verwendet.4, the line-shaped verification system based on a plurality of juxtaposed laser diodes 17 is shown schematically and in section. Since the height of the transported on the conveyor belt 5 through the scanning area carrier 3 can be very different a correspondingly long focal length optics 21 is connected upstream. In the same figure is also still a Sttahlaufweitung 22 shown with the line-shaped verification can be achieved by closely spaced laser diode / optics systems. Often, however, the beam expansion 22 can be dispensed with or the laser diode 17 and / or the optics 21 can be moved in an oscillating manner. This is particularly possible because conventional laser diodes allow a very high pulse rate. Thus, CD and DVD laser diodes usually oscillator frequencies between 2 and 7 kHz are used.
Gemäß Fig. 4 wird ein halbdurchlässiger Teilerspiegel 19 verwendet, der die Sender- und Empfängerstrahlengänge trennt und das spektral ausgefilterte Antwortsignal zur Photodiode 20 leitet. Je nach Art und Ausfuhrung der Laser-Diode 17 kann die Photodiode mit einer entsprechend ausgelegten Strahlteil-Optik auch neben dem Laser-IC 18 angeordnet werden.According to FIG. 4, a semitransparent divider mirror 19 is used which separates the transmitter and receiver beam paths and conducts the spectrally filtered-out response signal to the photodiode 20. Depending on the type and execution of the laser diode 17, the photodiode can also be arranged next to the laser IC 18 with a correspondingly designed beam part optics.
In einer Weiterentwicklung diese Ausfuhrungsform kann auch eine Laser- Diode 17 mit zwei Laser-ICs 18 verwendet werden, wie sie auch für CD- und DVD-Anwendungen mit den typischen Wellenlängen 655 nm und 790 nm zum Einsatz kommen. Grundsätzlioh können für die Laser-Dioden Wellenlängenbereiche im langwelligen UV bei 360 nm bis etwa 400 nm, im sichtbaren Bereich bei 533 nm, 635 nm und 680 nm sowie im NIR bei 780 nm, 805 nm, 950 nm und 980 nm gewählt werden.In a further development of this embodiment, it is also possible to use a laser diode 17 with two laser ICs 18, as are also used for CD and DVD applications with the typical wavelengths 655 nm and 790 nm. In principle, wavelength ranges in the long-wave UV at 360 nm to about 400 nm, in the visible range at 533 nm, 635 nm and 680 nm and in the NIR at 780 nm, 805 nm, 950 nm and 980 nm can be selected for the laser diodes.
Fig. 5 zeigt das zeilenförmige Verifikationssystem im Querschnitt um 90° gedreht zur Fig. 4. In dieser Darstellung ist aufgezeigt, dass die Optik 21 mit entsprechender Brennweite versehen ist, um im Fokus 16 sowohl das Beleuchtungslicht .zu konzentrieren als auch eine ausreichend scharfe Abbildung des Wertdokuments zu gewährleisten. FIG. 5 shows the line-shaped verification system in a cross-section rotated by 90 ° relative to FIG. 4. In this illustration, it is shown that the optical system 21 is provided with the appropriate focal length in order to concentrate both the illuminating light in focus 16 and a sufficiently sharp image of the value document.

Claims

Patentansprüche Claims
1. Vorrichtung zur Echtheitsüberprüfung eines mit einem Sicherheitsmerkmal (4) versehenen Sicherheits- oder Wertdokuments (2), das auf einem Träger (3) aufgebracht ist, mit einem zeilenformigen Verifikationssensor (6), der eine Anordnung von Rasterelementen enthält, mit denen der Träger ganzflächig ' abtastbar ist, wobei das Sicherheitsmerkmal (4) mit Anregungslicht beaufschlagt wird und die Rasterelemente der zeilenformigen Anordnung eine Sensor-IC-Zeile (9) umfassen, welches das vom Sicherheits- oder Wertdokument (2) emittierte Licht empfängt.1. Device for checking the authenticity of a security or security document (2) provided with a security feature (4), which is applied to a carrier (3), with a line-shaped verification sensor (6) which contains an arrangement of raster elements with which the carrier can be scanned over the entire surface, the security feature (4) being acted upon by excitation light and the raster elements of the line-shaped arrangement comprising a sensor IC line (9) which receives the light emitted by the security or value document (2).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Träger (3) ein Brief, insbesondere Groß- oder Maxibrief und das Wertdokument (2) eine Freimachung, insbesondere eine Briefmarke ist.2. Device according to claim 1, wherein the carrier (3) is a letter, in particular large or maxi letter and the value document (2) is a franking, in particular a stamp.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Verifikationssensor (6) mindestens eine zeilenförmige Anordnung von Lichtquellen (10) umfasst, die Anregungslicht für das Sicherheitsmerkmal (4) auf den Träger (3) und das Wertdokument (2) richten.3. Device according to claim 1 or 2, wherein the verification sensor (6) comprises at least one line-shaped arrangement of light sources (10) which direct excitation light for the security feature (4) onto the carrier (3) and the value document (2).
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die zeilenförmige Anordnung von Lichtquellen eine Zeile mit LED-Elementen (10) und eine vorgesetzte LED-Optik (13) umfasst.4. Device according to one of claims 1 to 3, wherein the line-shaped arrangement of light sources comprises a line with LED elements (10) and a front LED optics (13).
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Verifikationssensor (6) eine zeilenförmige Anordnung von Laserdioden (17) umfasst, die jeweils ein Laser-IC (18), einen Teilerspiegel (19) und eine zugeordnete Photodiode (20) enthalten.5. Device according to one of claims 1 to 3, wherein the verification sensor (6) is a line-shaped arrangement of laser diodes (17), each containing a laser IC (18), a splitter mirror (19) and an associated photodiode (20).
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Sensor-IC- Zeile (9) ein Linsenraster oder ein rod-lens-array (11) aus zeilenförmig angeordneten Lichtleitfasern zugeordnet ist6. Device according to one of claims 1 to 5, wherein the sensor IC line (9) is assigned a lenticular array or a rod-lens array (11) made of optical fibers arranged in a row
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Sensor-IC- Zeile (9) eine optische Anordnung vorgesetzt ist, mit der objekt-seitig eine Schnittweite von mehreren Zentimetern erzeugbar ist.7. Device according to one of claims 1 to 6, wherein the sensor IC line (9) is an optical arrangement in front, with the object side, a focal length of several centimeters can be generated.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Sensor-IC-Zeile (9) und die zeilenförmige Anordnung von Lichtquellen (10) auf einer gemeinsamen Leiterplatte (8) angeordnet sind.8. Device according to one of claims 1 to 7, wherein the sensor IC line (9) and the line-shaped arrangement of light sources (10) are arranged on a common circuit board (8).
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1~ bis 9, wobei die Elemente des Verifikationssensors (6) in einem gemeinsamen Gehäuse (7) untergebracht sind.9. Device according to one of claims 1 ~ to 9, wherein the elements of the verification sensor (6) are housed in a common housing (7).
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Verifikationssensor (6) Farbfilter umfasst, mit denen das der Sensor-IC- Zeile (9) oder der Photodiode (20) zugefuhrte Licht selektiv gefiltert wird.10. The device according to one of claims 1 to 9, wherein the verification sensor (6) comprises color filters with which the sensor IC line (9) or the photodiode (20) is selectively filtered light.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei ein Transportsystem (5) zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen dem Träger (3) und dem zeilenformigen Verifikationssensor (6) vorgesehen ist.11. The device according to one of claims 1 to 10, wherein a transport system (5) for generating a relative movement between the carrier (3) and the line-shaped verification sensor (6) is provided.
12. Verfahren zur Echmeitsüberprüfung eines mit einem Sicherheitsmerkmal (4) versehenen Sicherheits- oder Wertdokuments (2), bei welchem das Sicherheits- oder Wertdokument auf einen Träger (3) aufgebracht wird, und welches mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 durchgeführt wird. 12. A method for checking the authenticity of a security or value document (2) provided with a security feature (4), in which the security or value document is applied to a carrier (3), and which is carried out with a device according to one of claims 1 to 11 becomes.
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