DE10028240A1

DE10028240A1 - Automatic identification of document security markings on documents and banknotes uses UV light and CCD camera

Info

Publication number: DE10028240A1
Application number: DE10028240A
Authority: DE
Inventors: Robert Massen; Thomas Franz; Thomas Leitner; Joerg Eberhardt
Original assignee: Bundesdruckerei GmbH
Current assignee: Bundesdruckerei GmbH
Priority date: 2000-06-07
Filing date: 2000-06-07
Publication date: 2001-12-13
Also published as: WO2001095260A1

Abstract

The underside of the document (23) is placed on a glass surface (3) and is exposed to ultra violet,UV, light (26). The light reflected by the fluorescent markings is directed onto a mirror (25) to be received by a CCD camera (29) and this has a chip for identification.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur automatischen Auswertung von fluoreszierenden Echtheitsmerkmalen auf Dokumenten und Gegenständen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a device for the automatic evaluation of fluorescent authenticity features on documents and objects the preamble of claim 1.

Die Erfindung geht hierbei von einem Dokumentenprüfgerät aus, auf dessen Auflageplatte ein Dokument aufgelegt ist, das fluoreszierende Echtheitsmerkmale aufweist. Zur Prüfung dieser Echtheitsmerkmale ist es bekannt, das Dokument während der Untersuchung dauerhaft mit einer Schwarzlichtlampe zu bestrahlen. Dabei leuchten die fluoreszierenden Echtheitsmerkmale auf und das entstehende Leuchtbild wird von einer, die Dokumentenoberfläche beobachtenden, Matrix-Kamera erfaßt und ausgewertet. The invention is based on a document checking device on the Platen is placed on a document that has fluorescent authenticity features having. To check these authenticity features it is known the document to be permanently irradiated with a black light lamp during the examination. The fluorescent authenticity features light up and the resulting one Illuminated image is obtained from a person observing the document surface Matrix camera recorded and evaluated.

Nachteil der dauerhaften Bestrahlung des Dokumentes mit Schwarzlicht ist, daß eine nur geringe Beleuchtungsleistung gegeben ist, denn bekannte Schwarzlichtlampen haben wegen der dauerhaften Bestrahlung nur geringe Beleuchtungsleistungen, um die Lampen-Lebensdauer nicht zu stark zu verkürzen. Bei Erhöhung der Beleuchtungsleistung würde die Lebensdauer stark verkürzt, und aufgrund der entstehenden Wärmeentwicklung besteht die Gefahr der Beschädigung des Gerätes oder des Dokumentes.The disadvantage of permanent exposure of the document to black light is that a only low lighting power is given, because known black light lamps have only low lighting powers due to the permanent radiation Do not shorten the lamp life too much. When increasing the Lighting performance would greatly shorten the lifespan, and because of that If heat is generated, there is a risk of damage to the device or the document.

Nachteil des bekannten Gerätes ist also, daß die im Schwarzlicht aufleuchtenden fluoreszierenden Echtheitsmerkmale nur schwierig auszuwerten sind, weil sie nur mit relativ geringer Beleuchtungsleistung leuchten.Disadvantage of the known device is that the glow in the black light fluorescent authenticity features are difficult to evaluate because they are only with relatively low lighting output shine.

Es besteht zwar die Möglichkeit, daß man statt einer Schwarzlichtlampe auch sogenannte UV-LEDs verwendet, was aber wiederum mit dem Nachteil behaftet ist, daß auch die Beleuchtungsleistung derartiger LEDs so gering ist, daß die fluoreszierenden Echtheitsmerkmale nur schwierig auszuwerten sind.There is a possibility that instead of a black light lamp so-called UV LEDs are used, which in turn has the disadvantage, that the lighting power of such LEDs is so low that the fluorescent authenticity features are difficult to evaluate.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, bei einer Vorrichtung zur automatischen Auswertung von fluoreszierenden Echtheitsmerkmalen eine wesentlich bessere Erkennungsleistung zu gewährleisten.The invention is therefore based on the object in a device for automatic evaluation of fluorescent authenticity features to ensure much better detection performance.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß mindestens während der Dauer der Erkennungszeit durch eine Auswertekamera (Matrix-Kamera) das Dokument mit einem UV-Blitz angeblitzt wird.To achieve the object, the invention is characterized in that at least for the duration of the recognition time by an evaluation camera (Matrix camera) the document is flashed with a UV flash.

Mit der gegebenen technischen Lehre ergibt sich der wesentliche Vorteil, daß nun wesentlich höhere Bestrahlungsleistungen auf die Dokumentenoberfläche mittels eines UV-Blitzes gelenkt werden können und demzufolge auch die im UV-Licht aufleuchtenden fluoreszierenden Echtheitsmerkmale nun wesentlich stärker leuchten und dementsprechend besser von einer entsprechenden Kamera ausgewertet werden können. With the given technical teaching there is the essential advantage that now by means of significantly higher radiation powers on the document surface a UV flash can be steered and therefore also in UV light illuminating fluorescent authenticity features now shine much more strongly and accordingly better evaluated by a corresponding camera can be.

Wegen der relativ kurzen Blitzzeit besteht nicht die Gefahr einer unzulässig hohen Wärmeentwicklung im Gerät oder sogar der Beschädigung des Dokumentes durch eine solche Wärmeentwicklung.Because of the relatively short flash time, there is no danger of an impermissibly high one Development of heat in the device or even damage to the document such heat generation.

Ein derartiger UV-Blitz ist beispielsweise als herkömmliche Photo-Blitzlampe ausgebildet, an deren Vorderseite eine UV-Filterscheibe angeordnet ist, die bevorzugt lediglich UV-Licht hindurch läßt, das direkt auf die Dokumentenoberfläche geleitet wird. Hierbei ist es gleichgültig, in welchem Winkel die Blitzlampe auf die Dokumentenoberfläche trifft. Es kann jeder beliebige Winkel neben der bevorzugten senkrechten Belichtung verwendet werden; wobei der Belichtungswinkel nicht zu flach werden sollte, um eine noch ausreichende Beleuchtungsleistung an der Dokumentenoberfläche zu erbringen.Such a UV flash is, for example, a conventional photo flash lamp formed, on the front of which a UV filter disc is arranged, the preferably only lets UV light through, directly onto the document surface is directed. It is irrelevant at what angle the flash lamp on the Document surface meets. It can be any angle besides the preferred one vertical exposure can be used; with the exposure angle not too should be flat in order to ensure adequate lighting performance at the To provide document surface.

Das Anblitzen der Dokumentenoberfläche mit einer gegenüber der Dauerbeleuchtung vervielfachten Beleuchtungsleistung führt dazu, daß die fluoreszierenden Echtheitsmerkmale nun sehr stark und prägnant aufleuchten und nun mit gutem Wirkungsgrad von einer Matrix-Kamera erfaßt und ausgewertet werden können. Es wird dann von dieser Matrix-Kamera sowohl der Ort der aufleuchtenden fluoreszierenden Echtheitsmerkmale als auch deren Beleuchtungsstärke erfaßt.The flashing of the document surface with one against the Continuous lighting multiplied lighting output leads to the fact that fluorescent authenticity features now light up very strongly and concisely and now recorded and evaluated with good efficiency by a matrix camera can be. It is then both the location of the matrix camera fluorescent authenticity features as well as their Illuminance detected.

Hierbei ist es gleichgültig, ob die UV-Kamera die beleuchtete Dokumentenoberfläche unmittelbar (direkt) ansieht oder ob das von der Dokumentenoberfläche reflektierte Blitzbild über ein oder mehrere Spiegel in die UV-Kamera geleitet wird.It does not matter whether the UV camera has the illuminated document surface immediately (directly) or whether that is reflected from the document surface Flash image is directed into the UV camera via one or more mirrors.

Unter dem Begriff UV-Kamera wird im übrigen verstanden, daß die Kamera mit einem Objektiv versehen ist, an dessen Vorderseite bevorzugt eine Filterscheibe angeordnet ist, die für das UV-Licht undurchlässig ist.The term UV camera is understood to mean that the camera with is provided with a lens, on the front of which is preferably a filter disk is arranged, which is impermeable to UV light.

Auf diese Weise wird gewährleistet, daß lediglich die im sichtbaren Licht aufleuchtenden Echtheitsmerkmale ausgewertet werden. This ensures that only those in visible light luminous authenticity features can be evaluated.

Hierauf ist die Erfindung jedoch nicht beschränkt. Es können auch andere Spektralbereiche der aufleuchtenden Echtheitsmerkmale untersucht und ausgewertet werden, wie zum Beispiel auch im nahen Infrarot-Bereich, im sichtbaren Bereich oder sogar im UV-Bereich.However, the invention is not restricted to this. Others can Spectral ranges of the illuminating authenticity features examined and be evaluated, such as in the near infrared range, in the visible Range or even in the UV range.

Wichtig ist jedenfalls, daß die auswertende Kamera nicht von dem UV-Blitz selbst geblendet wird. Die Blitzdauer des UV-Blitzes kann variabel eingestellt werden. Es wird hierbei bevorzugt eine Blitzdauer von zum Beispiel einer Millisekunde oder mehr zu verwenden, was vollständig für die Auswertung ausreicht. Es kann auch ein handelsüblicher Fotoblitz verwendet werden, der in bekannter Weise auch im UV- Bereich ein entsprechendes Blitzspektrum erzeugt, welches dann durch die Filterscheibe ausgewählt wird, während der übrige Spektralbereich ausgeblendet wird.In any case, it is important that the evaluating camera is not affected by the UV flash itself is blinded. The flash duration of the UV flash can be set variably. It a flash duration of, for example, one millisecond or more is preferred to use what is completely sufficient for the evaluation. It can also be a commercially available photo flash can be used, which is also known in the UV A corresponding flash spectrum is generated, which is then determined by the Filter disc is selected while the rest of the spectral range is hidden becomes.

Bei Verwendung von handelsüblichen Fotoblitzen können die bei Fotoaufnahmen bekannten Blitzdauern im Bereich von einer Millisekunde bis zu einer Zehntelsekunde verwendet werden.When using standard photo flashes, you can use it when taking pictures known flash durations in the range of one millisecond to one Tenths of a second can be used.

Es wird insbesondere auch bevorzugt, wenn in kurzen Zeitabständen zweimal hintereinander geblitzt wird, weil die Kamera so ausgebildet ist, daß sie bei dem ersten Blitz ein erstes Halbbild der zu erkennenden Dokumentenoberfläche und nach dem zweiten Blitz ein zweites Halbbild der zu erkennenden Dokumentenoberfläche auswertet.It is also particularly preferred if twice in short time intervals is flashed in succession, because the camera is designed so that it with the first flash a first field of the document surface to be recognized and after the second flash a second field of the document surface to be recognized evaluates.

Zum Beispiel werden bei einer Kamera mit CCD-Matrix zunächst die ungeraden Zeilen der Matrix von dem ersten Blitz und beim zweiten Blitzvorgang die geraden Zeilen der CCD-Matrix belichtet.For example, in the case of a camera with a CCD matrix, the odd ones first Rows of the matrix from the first flash and the straight ones during the second flash Rows of the CCD matrix are exposed.

Die Erfindung umfaßt also beide Ausführungsformen, wobei im ersten Ausführungsbeispiel die gesamte CCD-Matrix mit einem einzigen Blitz belichtet wird, oder daß - nach dem zweiten Ausführungsbeispiel - die Zeilen der CCD-Matrix nacheinander in zwei verschiedenen Blitzvorgängen belichtet werden. The invention thus includes both embodiments, the first Embodiment the entire CCD matrix is exposed with a single flash, or that - according to the second embodiment - the lines of the CCD matrix can be exposed in succession in two different flash processes.

Ebenso umfaßt die Erfindung das Merkmal, daß die Kamera fest im Gehäuse des Dokumentenprüfgerätes angeordnet ist oder auch - in einer zweiten Ausgestaltung -, daß die Kamera unterhalb der Dokumentenoberfläche verfahrbar ist, um eine verbesserte Erkennung der Dokumentenoberfläche zu gewährleisten.The invention also includes the feature that the camera is fixed in the housing of the Document checking device is arranged or - in a second embodiment - that the camera can be moved below the document surface by one to ensure improved recognition of the document surface.

Im letztgenanntem Ausführungsbeispiel kann dann die Kamera an bestimmte Stellen der Echtheitsmerkmale auf der Dokumenten-Oberfläche verfahren und selektiv nur durch die an diesem Ort aufleuchtenden Echtheitsmerkmale belichtet werden. Neben dem hier beschriebenen impulsartigen UV-Blitz können auch noch weitere zeitweise wirksame oder auch dauernd eingeschaltete Beleuchtungsquellen auf die Dokumentenoberfläche strahlen. Es handelt sich vor allem um Lichtquellen mit polarisiertem Licht, die durch den halbdurchlässigen Spiegel der Kamera hindurch die Dokumentenoberfläche belichten, um dort mit anderen Beleuchtungsquellen ein anderes Auswertungsbild des Dokumentes für die Kamera zu erhalten.In the last-mentioned exemplary embodiment, the camera can then go to certain points of the authenticity features on the document surface and selectively only are illuminated by the authenticity features that light up at this location. In addition to the pulsed UV flash described here, others can also temporarily effective or permanently switched on lighting sources on the Radiate document surface. It is mainly about using light sources polarized light passing through the semitransparent mirror of the camera expose the document surface to there with other lighting sources to get another evaluation image of the document for the camera.

Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.The subject matter of the present invention results not only from the Subject of the individual claims, but also from the combination of individual claims among themselves.

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.All information disclosed in the documents, including the summary and features, in particular the spatial depicted in the drawings Education are claimed as essential to the invention, insofar as they are used individually or in Combination are new compared to the prior art.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor. In the following, the invention will be explained using only one embodiment illustrative drawings explained in more detail. Here go from the drawings and their description further features and advantages of the invention Invention.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 schematisiert in Seitenansicht die Anordnung an einem Dokumentenprüfgerät; Fig. 1 shows the arrangement schematically in side view on a document examination;

Fig. 2 die Draufsicht auf die im Blitzlicht aufleuchtende Dokumentenoberfläche mit fluoreszierenden Echtheitsmerkmalen. Fig. 2 is a top view of the document surface illuminating in the flash with fluorescent authenticity features.

In Fig. 1 ist allgemein eine Frontplatte 2 eines Dokumentenprüfgerätes dargestellt, die beispielsweise im Winkel 4 zur Horizontalen geneigt sein kann. In diese Frontplatte 2 ist eine aus Glas bestehende Auflagefläche 3 eingelassen, auf der ein zu untersuchendes Dokument 23 aufliegt. Die Unterseite des Dokumentes 3 soll nun auf fluoreszierende Echtheitsmerkmale untersucht werden. Hierzu ist im Gerät ein UV-Blitz 26 vorgesehen, der in Blitzrichtung 30 seinen Blitz auf die Dokumentenoberfläche des Dokumentes 23 lenkt. Das entstehende Reflektionsbild der Dokumentenoberfläche wird über die Strahlengänge 32, 33 auf einen Umlenkspiegel 25 gelenkt, der von einer Kamera 29 im Bereich des Öffnungswinkels 31 beobachtet wird. Das so auf dem Umlenkspiegel 25 entstehende Auswertebild wird über eine Filterscheibe 19, welche UV-Licht sperrt, über ein Objektiv 28 auf eine nicht näher dargestellte digitale Auswertematrix gelenkt, die beispielsweise einen Auswerte-Chip aus CCD-Elementen oder aus CMOS-Elementen aufweist.In Fig. 1, a front plate 2 is shown generally a Dokumentenprüfgerätes that can be inclined for example at an angle 4 to the horizontal. A support surface 3 made of glass is embedded in this front plate 2 , on which a document 23 to be examined rests. The underside of document 3 is now to be examined for fluorescent authenticity features. For this purpose, a UV flash 26 is provided in the device, which directs its flash in the flash direction 30 onto the document surface of the document 23 . The resulting reflection image of the document surface is directed via the beam paths 32 , 33 onto a deflecting mirror 25 , which is observed by a camera 29 in the area of the opening angle 31 . The evaluation image thus created on the deflecting mirror 25 is directed via a filter disk 19 , which blocks UV light, via a lens 28 to a digital evaluation matrix (not shown in any more detail) which, for example, has an evaluation chip made of CCD elements or CMOS elements.

Es wird noch angefügt, daß vor dem UV-Blitz 26 eine Filterscheibe 27 vorgesehen ist, welche bevorzugt nur das UV-Licht durchläßt.It is also added that a filter disk 27 is provided in front of the UV flash 26 , which preferably only allows the UV light to pass through.

Die Kamera 29 ist übrigens im Bereich der optischen Mittelachse 34 angeordnet, so daß die Dokumentenoberfläche des Dokumentes 23 senkrecht zur optischen Mittelachse 34 der Kamera 29 angeordnet ist.Incidentally, the camera 29 is arranged in the region of the optical central axis 34 , so that the document surface of the document 23 is arranged perpendicular to the optical central axis 34 of the camera 29 .

Der Winkel 20, mit dem der UV-Blitz 26 das Dokument 23 anblitzt, kann in großen Grenzen variiert werden. Er sollte jedoch möglichst senkrecht zur Dokumentenoberfläche ausgebildet sein. The angle 20 at which the UV flash 26 flashes on the document 23 can be varied within wide limits. However, it should be as perpendicular to the document surface as possible.

Die gesamte Auswerteeinrichtung, bestehend aus Kamera 29 und Spiegel 25, kann auch in Pfeilrichtungen 5 verfahrbar sein; sie kann aber auch feststehen.The entire evaluation device, consisting of camera 29 and mirror 25 , can also be moved in the direction of arrows 5 ; but it can also be fixed.

Die Fig. 2 zeigt eine im UV-Licht aufleuchtende Dokumentenoberfläche des Dokumentes 23. Hierbei ist erkennbar, daß die Echtheitsmerkmale 22 als Signets in Form eines Adlers auf dem Dokument verteilt angeordnet sind und bei der impulsartigen Belichtung charakteristisch aufleuchten und das entstehende Blitzbild von der Kamera 29 erfaßt und ausgewertet wird. Es können weitere Echtheitsmerkmale 21 in Form von charakteristisch aufleuchtenden Fäden vorgesehen sein, wobei das Aufleuchten in verschiedenen Farben erfolgen kann. Auch diese Fäden und deren unterschiedliche Farben werden von der Kamera 29 erfaßt und ausgewertet. FIG. 2 shows a document surface of document 23 illuminating in UV light. It can be seen here that the authenticity features 22 are arranged on the document as signets in the form of an eagle and light up characteristically during the pulse-like exposure, and the resulting flash image is captured and evaluated by the camera 29 . Further authenticity features 21 can be provided in the form of characteristically illuminating threads, the illuminating being able to take place in different colors. These threads and their different colors are also captured and evaluated by the camera 29 .

Es wird noch darauf hingewiesen, daß die in dem Gehäuse angeordnete Blitzelektronik 24 den UV-Blitz 26 so ansteuert, daß der vom Blitz ausgesandte UV- Anteil möglichst groß ist, während der im sichtbarem Bereich liegende Anteil möglichst minimiert wird und durch die Filterscheibe 27 entsprechend ausgefiltert wird. It is also pointed out that the flash electronics 24 arranged in the housing controls the UV flash 26 in such a way that the UV component emitted by the flash is as large as possible, while the component in the visible range is minimized as far as possible and by the filter disc 27 accordingly is filtered out.

Drawing legend

11

22

Frontplatte
Front panel

33rd

Auflagefläche
Contact surface

44

Winkel
angle

55

Pfeilrichtung
Arrow direction

66

Filter
filter

77

Winkel
angle

88th

Echtheitsmerkmal
Authenticity feature

99

Echtheitsmerkmal
Authenticity feature

1010th

Dokument
document

1111

Blitz-Elektronik
Flash electronics

1212th

Umlenkspiegel
Deflecting mirror

1313

UV-Blitz
UV flash

1414

Filterscheibe
Filter disc

1515

Objektiv
lens

1616

Kamera
camera

1717th

Blitzrichtung
Flash direction

1818th

Öffnungswinkel
Opening angle

1919th

Strahlengang
Beam path

2020th

Strahlengang
Beam path

2121

optische Mittelachse (Kamera optical center axis (camera

2929

)
)

Claims

1. Device for the automatic evaluation of fluorescent authenticity features on documents and objects with a document checking device, on the platen of which a document is arranged with authenticity features illuminating under fluorescent radiation, which are detected and evaluated by an evaluation camera arranged in the device, characterized in that at least the document is flashed with a UV flash during the recognition time by the evaluation camera (matrix camera 29 ).

2. Device according to claim 2, characterized in that the UV flash ( 26 ) is designed as a photo flash lamp, on the front of which a UV filter disc ( 27 ) is arranged

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that UV Camera looks directly at the illuminated document surface.

4. Device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the flash image reflected from the document surface over one or several mirrors are directed into the UV camera.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the UV camera is designed as a camera ( 29 ) with a lens ( 28 ), on the front of which a filter disc ( 27 ) is arranged, which is for the UV light is impermeable.

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that a flash duration in the range of one millisecond to several Tenths of a second is used.

7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that flashes twice in quick succession and the camera ( 29 ) at the first flash a first field of the document surface to be recognized and after the second flash a second field of the to be recognized Evaluates document surface.

8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the camera ( 29 ) is arranged fixed to the housing.

9. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the camera can be moved in relation to the person to be examined Document surface is.