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Title:
SENSOR AND METHOD FOR EXAMINING VALUABLE DOCUMENTS, SENSOR SYSTEM AND VALUABLE DOCUMENT PROCESSING DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/110143
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a sensor (10) and a method for examining valuable documents (1), in particular banknotes, comprising a radiation source (10) for irradiating a valuable document (1) with electromagnetic radiation (8) and a detector (12) for the spatially resolved detection in at least two different spectral ranges (R, G, B) of the electromagnetic radiation (9) emanating from the valuable document (1). A first feature (M1) of the valuable document is examined on the basis of the detector signals generated for at least one first spectral range and a second feature (M2) is examined taking into account the detector signals generated for at least one second spectral range. The electromagnetic radiation detected or to be detected by the detector (12) or the detector signals from the detector are attenuated in color channel-specific fashion, with an attenuation being carried out in the first spectral range in relation to the second spectral range. The invention also relates to a sensor system (1, 10) and a valuable document processing device.

Inventors:
FRANKENBERGER JÖRG (DE)
SACQUARD DAVID (DE)
THIERAUF KLAUS (DE)
Application Number:
PCT/EP2022/025540
Publication Date:
June 22, 2023
Filing Date:
November 30, 2022
Export Citation:
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Assignee:
GIESECKE DEVRIENT CURRENCY TECH GMBH (DE)
International Classes:
G07D7/1205; G07D7/121
Foreign References:
US20100128964A12010-05-27
US20200111277A12020-04-09
Attorney, Agent or Firm:
GIESECKE+DEVRIENT IP (DE)
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Claims:
P a t e n t a n s p r ü c h e Sensor (10) zum Prüfen von Wertdokumenten (1), insbesondere Banknoten, mit

- mindestens einer Strahlungsquelle (10), die dazu eingerichtet ist, ein Wertdokument (1) mit elektromagnetischer Strahlung (8) zu beaufschlagen, und

- einem Detektor (12) mit eine Vielzahl von an unterschiedlichen Orten angeordneten Detektorelementen (17), der dazu eingerichtet ist, vom Wertdokument (1) ausgehende elektromagnetische Strahlung (9) in mindestens zwei unterschiedlichen Spektralbereichen (R, G, B) ortsaufgelöst zu erfassen und dabei für jeden der Spektralbereiche (R, G, B) ein der Intensität der erfassten elektromagnetischen Strahlung im jeweiligen Spektralbereich (R, G, B) entsprechendes Detektorsignal zu erzeugen,

- einer Auswertungseinrichtung (19), dadurch gekennzeichnet, dass

- die Auswertungseinrichtung (19) dazu eingerichtet ist

- ein auf dem oder im Wertdokument (1) vorgesehenes erstes Merkmal (Ml), insbesondere Echtheits- oder Sicherheitsmerkmal, anhand der für mindestens einen ersten Spektralbereich (R, B) erzeugten Detektorsignale zu prüfen,

- ein auf dem oder im Wertdokument vorgesehenes zweites Merkmal (M2), insbesondere Echtheits- oder Sicherheitsmerkmal, unter Berücksichtigung der für mindestens einen zweiten Spektralbereich (G) erzeugten Detektorsignale zu prüfen, und

- bei dem Sensor eine farbkanalspezifische Abschwächung in dem ersten Spektralbereich relativ zu dem zweiten Spektralbereich eingerichtet ist, insbesondere eine farbkanalspezifische Abschwächung der auf das Wert- dokument eingestrahlten elektromagnetischen Strahlung oder eine farbkanalspezifische Abschwächung der vom Detektor zu erfassenden elektromagnetischen Strahlung oder eine farbkanalspezifische Abschwächung der Detektorsignale des Detektors. Sensor (10) nach Anspruch 1, wobei der Sensor für die farbkanalspezifische Abschwächung mindestens einen farbkanalspezifischen Filter (13 bzw. 14) aufweist, der zwischen dem Detektor (12) und dem Wertdokument (1) und/ oder zwischen der Strahlungsquelle (11) und dem Wertdokument (1) angeordnet ist und welcher dazu eingerichtet ist, die elektromagnetische Strahlung (9 bzw. 8), welche vom Wertdokument (1) ausgeht bzw. mit welcher das Wertdokument (1) beaufschlagt wird, in dem mindestens einem ersten Spektralbereich (R, B) relativ zu dem mindestens einem zweiten Spektralbereich (G), vorzugsweise um mindestens einen Faktor 5, abzuschwächen. Sensor (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Sensor für die farbkanalspezifische Abschwächung mindestens einen farbkanalspezifischen Verstärker aufweist, welcher dazu eingerichtet ist, die für die unterschiedlichen Spektralbereiche (R, G, B) erzeugten Detektorsignale zu verstärken, wobei die Verstärkung der für den mindestens einen ersten Spektralbereich (R, B) erzeugten Detektorsignale, vorzugsweise um mindestens einen Faktor 5, kleiner ist als die Verstärkung der für den mindestens einen zweiten Spektralbereich (G) erzeugten Detektorsignale. Sensor (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Strahlungsquelle/ n (11) dazu geeignet ist/ sind, das Wertdokument (1) mit elektromagnetischer Strahlung (8) des ersten und zweiten Spektralbereichs zu beaufschlagen und für die farbkanalspezifische Abschwächung eine farbkanalspezifische Abschwächung der Strahlungsquelle/ n erfolgt, bei der die Strahlungsquelle/ n so betrieben werden, dass deren Emissionsintensität in dem mindestens einem ersten Spektralbereich (R, B), vorzugsweise um mindestens einen Faktor 5, niedriger ist als in dem mindestens einem zweiten Spektralbereich (G). Sensor (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das erste Merkmal (Ml) eine höhere Remission oder Transmission und/ oder niedrigere Absorption für die elektromagnetische Strahlung (8), mit welcher das Wertdokument (1) beaufschlagt wird, aufweist als das zweite Merkmal (M2). Sensor (10) nach Anspruch 2, wobei der Filter (13, 14) dazu eingerichtet ist, die elektromagnetische Strahlung in dem mindestens einen ersten Spektralbereich (R, B) relativ zu dem mindestens einen zweiten Spektralbereich (G) für im Wesentlichen alle Detektorelemente (17) in demselben Maß abzuschwächen. Sensor (10) nach Anspruch 2 oder 6, wobei der mindestens eine Filter (13, 14) dazu eingerichtet ist, die elektromagnetische Strahlung (8, 9), welche vom Wertdokument (1) ausgeht bzw. mit welcher das Wertdokument (1) beaufschlagt wird, so abzuschwächen, dass die Intensität der vom Detektor (12) erfassten elektromagnetischen Strahlung in dem mindestens einen ersten bzw. zweiten Spektralbereich (R, B bzw. G) jeweils größer ist als eine untere Intensitätsschwelle des Detektors (12) und kleiner als eine obere Intensitätsschwelle des Detektors (12). Sensor (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine Strahlungsquelle (11) dazu eingerichtet ist, das Wertdokument (1) derart mit der elektromagnetischen Strahlung (8) zu beaufschlagen, dass die Intensität der vom Detektor (12) erfassten elektromagnetischen Strahlung in dem mindestens einen ersten bzw. zweiten Spektralbereich (R, B bzw. G) jeweils größer ist als eine untere Intensitätsschwelle des Detektors (12) und kleiner als eine obere Intensitätsschwelle des Detektors (12). Sensorsystem (1, 10) mit einem Sensor (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche und einem Wertdokument (1), insbesondere einer Banknote, welches aufweist:

- mindestens ein erstes Merkmal (Ml), insbesondere Echtheits- oder Sicherheitsmerkmal, welches dazu eingerichtet ist, elektromagnetische Strahlung (9) abzugeben, insbesondere zu transmittieren, remittieren und/ oder emittieren, und

- mindestens ein zweites Merkmal (M2), insbesondere Echtheits- oder Sicherheitsmerkmal, welches dazu eingerichtet ist, elektromagnetische Strahlung (9) abzugeben, insbesondere zu transmittieren, remittieren und/ oder emittieren, wobei das erste Merkmal (Ml) eine höhere Remission oder Transmission und/ oder niedrigere Absorption für die elektromagnetische Strahlung (8), mit welcher das Wertdokument (1) beaufschlagt wird, aufweist als das zweite Merkmal (M2). Sensorsystem (1, 10) nach Anspruch 9, wobei

- das erste Merkmal (Ml) in dem mindestens einen ersten Spektralbereich (R, B) eine bessere Nachweisbarkeit/ einen höheren Kontrast, aufweist als in dem mindestens einen zweiten Spektralbereich (G) und/ oder - das zweite Merkmal (M2) in dem mindestens einen zweiten Spektralbereich (G) eine bessere Nachweisbarkeit/ einen höheren Kontrast aufweist als in dem mindestens einen ersten Spektralbereich (R, B). Wertdokumentbearbeitungsvorrichtung mit einem Sensor (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 oder einem Sensorsystem (1, 10) nach Anspruch 9 oder 10 und einer Transporteinrichtung (3), welche dazu eingerichtet ist, Wertdokumente (1), insbesondere relativ zum Sensor (10), zu befördern. Verfahren zum Prüfen von Wertdokumenten (1), insbesondere Banknoten, bei welchem

- mindestens eine Strahlungsquelle (11) elektromagnetische Strahlung (8) erzeugt, mit welcher ein Wertdokument (1) beaufschlagt wird, und

- ein Detektor (12), der eine Vielzahl von an unterschiedlichen Orten angeordneten Detektorelementen (17) aufweist, vom Wertdokument (1) ausgehende elektromagnetische Strahlung (9) in mindestens zwei unterschiedlichen Spektralbereichen (R, G, B) ortsaufgelöst erfasst und dabei für jeden der Spektralbereiche (R, G, B) ein der Intensität der erfassten elektromagnetischen Strahlung im jeweiligen Spektralbereich (R, G, B) entsprechendes Detektorsignal erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass

- ein auf dem oder in dem Wertdokument (1) vorgesehenes erstes Merkmals (Ml), insbesondere Echtheits- oder Sicherheitsmerkmal, anhand der für den mindestens einen ersten Spektralbereich (R, B) erzeugten Detektorsignale geprüft wird, und - ein auf dem oder in dem Wertdokument vorgesehenes zweites Merkmal (M2), insbesondere Echtheits- oder Sicherheitsmerkmal, unter Berücksichtigung der für den mindestens einen zweiten Spektralbereich (G) erzeugten Detektorsignale geprüft wird, und

- eine farbkanalspezifische Abschwächung in dem ersten Spektralbereich relativ zu dem zweiten Spektralbereich eingerichtet ist/ wird, insbesondere eine farbkanalspezifische Abschwächung der auf das Wertdokument eingestrahlten elektromagnetischen Strahlung oder eine farbkanalspezifische Abschwächung der vom Detektor zu erfassenden elektromagnetischen Strahlung oder eine farbkanalspezifische Abschwächung der Detektorsignale des Detektors.

13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei , wobei die farbkanalspezifische Abschwächung durch mindestens einen farbkanalspezifischen Filter (13 bzw. 14) erfolgt, der zwischen dem Detektor (12) und dem Wertdokument (1) und/ oder zwischen der Strahlungsquelle (11) und dem Wertdokument (1) angeordnet ist und welcher die elektromagnetische Strahlung (9 bzw. 8), welche vom Wertdokument (1) ausgeht bzw. mit welcher das Wertdokument (1) beaufschlagt wird, in dem mindestens einem ersten Spektralbereich (R, B) relativ zu dem mindestens einem zweiten Spektralbereich (G), vorzugsweise um mindestens einen Faktor 5, abschwächt.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, wobei die farbkanalspezifische Abschwächung durch mindestens einen farbkanalselektiven Verstärker (15) erfolgt, der die für die unterschiedlichen Spektralbereiche (R, G, B) erzeugten Detektor Signale verstärkt, wobei die Verstärkung der für den mindestens einen ersten Spektralbereich (R, B) erzeugten Detektorsig- nale, vorzugsweise um mindestens einen Faktor 5, kleiner ist als die Verstärkung der für den mindestens einen zweiten Spektralbereich (G) erzeugten Detektorsignale. 15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die Strahlungsquelle/ n (11) dazu geeignet ist/ sind, das Wertdokument (1) mit elektromagnetischer Strahlung (8) des ersten und zweiten Spektralbereichs zu beaufschlagen und die farbkanalspezifische Abschwächung durch farbkanalspezifische Abschwächung der Strahlungsquelle/ n erfolgt, bei der die Strahlungsquelle/ n so betrieben werden, dass deren Intensität in dem mindestens einem ersten Spektralbereich (R, B), vorzugsweise um mindestens einen Faktor 5, niedriger ist als in dem mindestens einem zweiten Spektralbereich (G).

Description:
Sensor und Verfahren zum Prüfen von Wertdokumenten, Sensorsystem und Wertdokumentbearbeitungsvorrichtung

Die Erfindung betrifft einen Sensor und ein Verfahren zum Prüfen von Wertdokumenten, insbesondere Banknoten, ein Sensorsystem sowie eine Wertdokumentbearbeitungsvorrichtung.

Zur Fälschungssicherung werden Wertdokumente, insbesondere Banknoten, mit sog. Sicherheits- oder Echtheitsmerkmalen versehen. Je nach Typ und Ausgestaltung können sich die auf einem Wertdokument vorhandenen Merkmale hinsichtlich ihrer optischen Eigenschaften zum Teil stark unterscheiden. So kann ein Wertdokument beispielsweise mit einem bedruckten Fenster mit einer hohen Durchlässigkeit für elektromagnetische Strahlung und gleichzeitig mit einer Mikroperforation mit einer deutlich geringeren Durchlässigkeit für elektromagnetische Strahlung versehen sein. Bei der automatischen Prüfung solcher Wertdokumente kann es daher vorkommen, dass die auf verschiedene Merkmale eines Wertdokuments treffende elektromagnetische Strahlung stark unterschiedlich remittiert, transmittiert und/ oder absorbiert wird oder die Merkmale eine stark unterschiedliche Lumineszenz zeigen, so dass auf einen zur Erfassung der vom Wertdokument ausgehenden Strahlung vorgesehenen Detektor je nach Merkmal zu wenig oder zu viel Strahlung treffen kann, wodurch das entsprechende Detektorsignal unter Umständen zu niedrig ist und im Rauschen untergeht bzw. der Detektor übersteuert wird. In solchen Fällen kann eine zuverlässige Prüfung der Merkmale nicht gewährleistet werden.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Sensor, ein Verfahren, ein Sensorsystem und eine Wertdokumentbearbeitungsvorrichtung zur möglichst zuverlässigen Prüfung von mit unterschiedlichen Merkmalen versehenen Wertdokumenten anzugeben. Diese Aufgabe wird durch einen Sensor und ein Verfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen und ein Sensorsystem und eine Wertdokumentbearbeitungsvorrichtung mit einem solchen Sensor bzw. Sensorsystem gelöst.

Ein Sensor zum Prüfen von Wertdokumenten, insbesondere Banknoten, gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist auf: mindestens eine Strahlungsquelle, die dazu eingerichtet ist, ein Wertdokument mit elektromagnetischer Strahlung zu beaufschlagen, und einen Detektor, der dazu eingerichtet ist, vom Wertdokument ausgehende (z.B. transmittierte, remittierte oder emittierte) elektromagnetische Strahlung in mindestens zwei unterschiedlichen Spektralbereichen (sogenannten Farbkanälen), ortsaufgelöst (pixelweise) zu erfassen und dabei für jeden der Spektralbereiche (Farbkanäle) ein der Intensität der erfassten elektromagnetischen Strahlung im jeweiligen Spektralbereich entsprechendes (ortsaufgelöstes) Detektorsignal zu erzeugen, insbesondere für jeden der Spektralbereiche (Farbkanäle) ein Bild oder Teilbild des Wertdokuments aufzunehmen, z.B. ein Transmissionsbild oder -teilbild oder ein Remissionsbild oder -teilbild oder ein Lumineszenz- bild oder -teilbild. Die mindestens zwei unterschiedlichen Spektralbereichen beinhalten einen ersten und einen vom ersten verschiedenen zweiten Spektralbereich und ggf. einen oder mehrere weitere davon unterschiedliche Spektralbereiche.

Aspekte der vorliegenden Offenbarung basieren auf dem Ansatz, bei dem Sensor eine farbkanalspezifische Abschwächung in dem ersten Spektralbereich relativ zu dem zweiten Spektralbereich einzurichten bzw. vorzunehmen. Die farbkanalspezifische Abschwächung kann z.B.

- eine farbkanalspezifische Abschwächung der auf das Wertdokument eingestrahlten elektromagnetischen Strahlung des ersten Spektralbereichs relativ zu der auf das Wertdokument eingestrahlten elektromagnetischen Strahlung des zweiten Spektralbereichs sein und/ oder

- eine farbkanalspezifische Abschwächung der vom Detektor zu erfassenden elektromagnetischen Strahlung des ersten Spektralbereichs relativ zu der vom Detektor zu erfassenden elektromagnetischen Strahlung des zweiten Spektralbereichs und/ oder

- eine farbkanalspezifische Abschwächung für die (ortsaufgelösten) Detektorsignale des ersten Spektralbereichs relativ zu den (ortsaufgelösten) Detektorsignalen des zweiten Spektralbereichs.

Vorzugsweise ist bei der Prüfung des jeweiligen Wertdokuments die farbkanalspezifische Abschwächung innerhalb des jeweiligen Wertdokuments, d.h. während der Erfassung der von dem jeweiligen Wertdokument ausgehenden elektromagnetischen Strahlung, zeitlich konstant. Daher ist während der Erfassung der von dem Wertdokument ausgehenden elektromagnetischen Strahlung keine dynamische Abschwächung des ersten Spektralbereichs relativ zum zweiten Spektralbereich erforderlich (geringerer Messaufwand).

Bevorzugt beträgt die farbkanalspezifische Abschwächung der Intensität im ersten Spektralbereich bzw. der Detektorsignale des ersten Spektralbereichs relativ zu der der Intensität im zweiten Spektralbereich bzw. relativ zu den Detektor Signalen des zweiten Spektralbereichs mindestens einen Faktor 5, besonders bevorzugt mindestens einen Faktor 10.

Die farbkanalspezifische Abschwächung kann detektorseitig und/ oder beleuchtungsseitig erfolgen. Insbesondere kann die farbkanalspezifische Abschwächung (detektorseitig) durch einen farbkanalspezifischen Filter und/ oder durch einen farbkanalspezifischen (farbkanalselektiven) Verstär- ker eingerichtet sein/ werden. Alternativ oder zusätzlich kann die farbkanalspezifische Abschwächung (beleuchtungsseitig) durch einen farbkanalspezifischen Filter und/ oder durch farbkanalspezifische (spektral selektive) Abschwächung der Strahlungsquelle/ n eingerichtet sein/ werden.

Der Sensor weist eine Auswertungseinrichtung auf, welche dazu eingerichtet ist, ein auf dem oder im Wertdokument vorgesehenes erstes Merkmal, insbesondere Echtheits- oder Sicherheitsmerkmal, (nur) anhand der für den mindestens einen ersten Spektralbereich erzeugten Detektorsignale zu prüfen, und ein auf dem oder im Wertdokument vorgesehenes (von dem ersten Merkmal verschiedenes) zweites Merkmal, insbesondere Echtheits- oder Sicherheitsmerkmal, unter Berücksichtigung der für den mindestens einen zweiten Spektralbereich erzeugten Detektorsignale zu prüfen.

Insbesondere kann die Auswertungseinrichtung dazu eingerichtet sein, das erste Merkmal (nur) anhand der für den mindestens einen ersten Spektralbereich erzeugten Detektorsignale, ohne Berücksichtigung der für den mindestens einen zweiten Spektralbereich erzeugten Detektorsignale, zu prüfen. Und die Auswertungseinrichtung kann dazu eingerichtet sein, das zweite Merkmal (nur) anhand der für den mindestens einen zweiten Spektralbereich erzeugten Detektorsignale zu prüfen, ohne Berücksichtigung der für den mindestens einen ersten Spektralbereich erzeugten Detektorsignale, oder unter Berücksichtigung der für den mindestens einen ersten und der für den mindestens einen zweiten Spektralbereich erzeugten Detektorsignale (z.B. um höhere Detektionssignale für das zweite Merkmal zu erhalten). Das erste und zweite Merkmal sind räumlich zueinander versetzt, insbesondere nicht miteinander überlappend, auf bzw. in dem jeweiligen Wertdokument angeordnet. Für die farbkanalspezifische Abschwächung kann der Sensor mindestens einen farbkanalspezifischen Filter aufweisen, der/ die zwischen dem Detektor und dem Wertdokument und/ oder zwischen der Strahlungsquelle und dem Wertdokument angeordnet ist/ sind und welche/ r dazu eingerichtet ist/ sind, die elektromagnetische Strahlung, welche vom Wertdokument ausgeht bzw. mit welcher das Wertdokument beaufschlagt wird, in dem ersten Spektralbereich relativ zu dem zweiten Spektralbereich abzuschwächen, bevorzugt um mindestens einen Faktor 5, besonders bevorzugt um mindestens einen Faktor 10. Der farbkanalspezifische Filter hat den Vorteil, dass die farbkanalspezifische Abschwächung dann ohne eine (aufwändige) farbkanalspezifische Korrektur bzw. Verstärkung der Detektorsignale erreicht wird.

Alternativ oder zusätzlich kann der Sensor für die farbkanalspezifische Abschwächung mindestens einen Verstärker aufweisen, welcher dazu eingerichtet ist, die für die unterschiedlichen Spektralbereiche erzeugten Detektorsignale zu verstärken, wobei die Verstärkung der für den ersten Spektralbereich erzeugten (ortsaufgelösten) Detektorsignale kleiner ist als die Verstärkung der für den zweiten Spektralbereich erzeugten (ortsaufgelösten) Detektorsignale bevorzugt um mindestens einen Faktor 5, besonders bevorzugt um mindestens einen Faktor 10.

Die Strahlungsquelle/ n des Sensors kann/ können dazu geeignet sein, das Wertdokument (insbesondere gleichzeitig) mit elektromagnetischer Strahlung des ersten und zweiten Spektralbereichs und ggf. weiterer Spektralbereiche (z.B. mit weißem Licht, das den ersten und zweiten Spektralbereich enthält) zu beaufschlagen. Dies ist z.B. dann der Fall, wenn der Sensor eine Remissions- oder Transmissionsprüfung des ersten und zweiten Merkmals durchführt. Als Strahlungsquellen wird z.B. eine senkrecht zur Transportrichtung des Wertdokuments angeordnete LED-Zeile verwendet, die - jeweils über die LED-Zeile verteilt - sowohl LEDs für den ersten Spektralbereich als auch LEDs für den zweiten Spektralbereich aufweist.

Vorzugsweise liegen der erste und zweite Spektralbereich im sichtbaren Spektralbereich. Dies hat den Vorteil, dass dann der Spektralbereich, in dem das erste und zweite Merkmale durch den Sensor geprüft werden, spektral gerade dort liegt, wo auch ein menschlicher Betrachter das erste und zweite Merkmal prüfen würde, nämlich im visuell sichtbaren Spektralbereich. Gerade bei ersten und zweiten Merkmalen, die für eine Prüfung per Auge entwickelt wurden, ist das Ergebnis der maschinellen Prüfung durch den Sensor dann besser mit dem Ergebnis der Prüfung per Auge vergleichbar.

Für die farbkanalspezifische Abschwächung kann dann eine farbkanalspezifische Abschwächung der Strahlungsquelle/ n erfolgt, bei der die Strahlungsquelle/ n insbesondere so betrieben werden, dass deren Emissionsintensität in dem mindestens einem ersten Spektralbereich, vorzugsweise um mindestens einen Faktor 5, besonders bevorzugt um mindestens einen Faktor 10, niedriger ist als in dem mindestens einem zweiten Spektralbereich. Auch die farbkanalspezifische Abschwächung der Strahlungsquelle/ n hat den Vorteil, dass die farbkanalspezifische Abschwächung dann ohne eine (aufwändige) farbkanalspezifische Korrektur bzw. Verstärkung der Detektorsignale erreicht wird. Die Strahlungsquellen sind z.B. mehrere spektral verschiedene LEDs für den ersten und zweiten Spektralbereich, die üblicherweise so betrieben werden, dass ihre Emissionsintensität vergleichbar groß ist, d.h. sich höchstens um einen Faktor 2 unterscheidet. Zum Beispiel sind es rote, blaue und grüne LEDs, die gleichzeitig betrieben werden, um weißes Licht zu erzeugen. Ein Sensorsystem gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist einen Sensor gemäß dem ersten Aspekt und ein Wertdokument, insbesondere eine Banknote, auf, welche aufweist: mindestens ein erstes Merkmal, insbesondere Echtheits- oder Sicherheitsmerkmal, welches dazu eingerichtet ist, elektromagnetische Strahlung abzugeben, insbesondere zu transmittieren, remittieren und/ oder emittieren, und mindestens ein zweites Merkmal, insbesondere Echtheits- oder Sicherheitsmerkmal, welches dazu eingerichtet ist, elektromagnetische Strahlung abzugeben, insbesondere zu transmittieren, remittieren und/ oder emittieren, wobei das erste Merkmal eine höhere Remission oder Transmission und/ oder niedrigere Absorption für die elektromagnetische Strahlung, mit welcher das Wertdokument beaufschlagt wird, aufweist als das zweite Merkmal, wobei der Unterschied in der Remission/ Transmission/ Absorption für die elektromagnetische Strahlung des ersten und zweiten Spektralbereichs insbesondere mindestens einen Faktor 5, z.B. mindestens einen Faktor 10, beträgt

Beispielsweise ist das erste Echtheits- oder Sicherheitsmerkmal ein in das Wertdokument integriertes (im wesentlichen transparentes) Fenster, das mit einer Folie abgedeckt ist. Die Folie kann im Bereich des Fensters strukturlos bzw. gleichmäßig transparent sein oder sie kann dort eines oder mehrere Motive, Symbole oder alphanumerische Zeichen aufweisen. Insbesondere ist das zweite Echtheits- oder Sicherheitsmerkmal eine Mikroperforation des Wertdokuments, die eine Vielzahl kleiner Eöcher und/ oder transparenter Stellen im Wertdokument aufweist, insbesondere jeweils mit einen Durchmesser kleiner als 1 mm, die zusammen z.B. eines oder mehrere Motive, Symbole oder alphanumerische Zeichen bilden. Eine Wertdokumentbearbeitungsvorrichtung gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist auf: einen Sensor gemäß dem ersten Aspekt oder ein Sensorsystem gemäß dem zweiten Aspekt und eine Transporteinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, Wertdokumente, insbesondere relativ zum Sensor, zu befördern.

Bei einem Verfahren zum Prüfen von Wertdokumenten, insbesondere Banknoten, gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird von mindestens einer Strahlungsquelle elektromagnetische Strahlung erzeugt, mit welcher ein Wertdokument beaufschlagt wird, und von einem Detektor, der eine Vielzahl von an unterschiedlichen Orten angeordneten Detektorelementen aufweist, vom Wertdokument ausgehende elektromagnetische Strahlung in mindestens zwei unterschiedlichen Spektralbereichen/ Farbkanälen, ortsaufgelöst (Pixel) erfasst und dabei für jeden der Spektralbereiche ein der Intensität der erfassten elektromagnetischen Strahlung im jeweiligen Spektralbereich entsprechendes (ortsaufgelöstes) Detektorsignal erzeugt, insbesondere für jeden der Spektralbereiche ein Bild oder Teilbild des Wertdokuments aufnimmt. Das auf dem oder in dem Wertdokument vorgesehene (oben genannte) erste (Echtheits- oder Sicherheits-)Merkmal wird (nur) anhand der für mindestens einen ersten Spektralbereich (der oben genannten Spektralbereiche) erzeugten Detektorsignale geprüft. Das auf dem oder in dem Wertdokument vorgesehene (oben genannte) zweite (Echtheits- oder Si- cherheits-jMerkmal wird unter Berücksichtigung der für mindestens einen zweiten Spektralbereich (der oben genannten Spektralbereiche) erzeugten Detektorsignale geprüft.

Es ist/ wird eine farbkanalspezifische Abschwächung in dem ersten Spektralbereich relativ zu dem zweiten Spektralbereich eingerichtet, insbesondere eine farbkanalspezifische Abschwächung der auf das Wertdokument eingestrahlten elektromagnetischen Strahlung des ersten Spektralbereichs relativ zu der auf das Wertdokument eingestrahlten elektromagnetischen Strahlung des zweiten Spektralbereichs und/ oder eine farbkanalspezifische Abschwächung der vom Detektor zu erfassenden elektromagnetischen Strahlung des ersten Spektralbereichs relativ zu der vom Detektor zu erfassenden elektromagnetischen Strahlung des zweiten Spektralbereichs und/ oder eine farbkanalspezifische Abschwächung für die Detektorsignale des ersten Spektralbereichs relativ zu den Detektorsignalen des zweiten Spektralbereichs.

Insbesondere kann die elektromagnetische Strahlung, welche vom Wertdokument ausgeht bzw. mit welcher das Wertdokument beaufschlagt wird, mittels mindestens eines zwischen dem Detektor und dem Wertdokument und/ oder zwischen der Strahlungsquelle und dem Wertdokument angeordneten Filters in dem ersten Spektralbereich relativ zu dem zweiten Spektralbereich abgeschwächt werden, oder die für die unterschiedlichen Spektralbereiche erzeugten (ortsaufgelösten) Detektorsignale mittels eines Verstärkers verstärkt werden, wobei die Verstärkung der für den ersten Spektralbereich erzeugten Detektor Signale kleiner ist als die Verstärkung der für den zweiten Spektralbereich erzeugten Detektorsignale, oder es erfolgt eine farbkanalspezifische Abschwächung der zur Emission im ersten und zweiten Spektralbereichs geeigneten Strahlungsquelle/ n, bei der die Strahlungsquelle/ n insbesondere so betrieben werden, dass deren Intensität in dem mindestens einem ersten Spektralbereich, vorzugsweise um mindestens einen Faktor 5, niedriger ist als in dem mindestens einem zweiten Spektralbereich

Sofern nicht anders angegeben, werden die Begriffe „Spektral bereich", „Spektralkanal" und „Farbkanal" im Zusammenhang mit der vorliegenden Offenbarung als Synonyme verwendet. Die farbkanalspezifische Abschwächung kann detektorseitig erfolgen, indem mittels mindestens eines am oder vor dem Detektor, beispielsweise einem sog. RGB-Detektor mit Farbkanälen im roten, grünen und blauen Spektralbereich, angeordneten Filters die vom Wertdokument ausgehende elektromagnetische Strahlung in zumindest einem ersten Farbkanal gegenüber zumindest einem zweiten Farbkanal, insbesondere um mindestens einen Faktor 5, bevorzugt um mindestens einen Faktor 10, abgeschwächt wird. Der Filter kann hierbei als sog. Spektralfilter ausgestaltet sein, welcher die elektromagnetische Strahlung im zumindest einen ersten Farbkanal bzw. Spektralbereich stärker abschwächt, insbesondere absorbiert, als im zumindest einen zweiten Farbkanal bzw. Spektralbereich. Alternativ oder zusätzlich kann der Filter aber auch als sog. Neutraldichte-Filter ausgestaltet sein, bei welchem vor Detektorpixeln, die zumindest einem ersten Farbkanal zugeordnet sind, spektral nicht-selektive bzw. spektral homogene Filterelemente angeordnet sind, durch welche die auf die Detektorpixel des zumindest einen ersten Farbkanals treffende elektromagnetische Strahlung gegenüber anderen Detektorpixeln, die zumindest einem zweiten Farbkanal zugeordnet sind, abgeschwächt wird. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, die für die unterschiedlichen Farbkanäle erhaltenen Detektor Signale unterschiedlich stark zu verstärken, wobei die Verstärkung der für zumindest einen ersten Farbkanal erhaltenen Detektorsignale, insbesondere um mindestens einen Faktor 5, bevorzugt um mindestens einen Faktor 10, kleiner ist als die Verstärkung der für zumindest einen zweiten Farbkanal erhaltenen Detektor Signale.

Die farbkanalspezifische Abschwächung kann aber auch beleuchtungsseitig erfolgen, indem die Strahlungsquelle zur Bestrahlung des Wertdokuments elektromagnetische Strahlung erzeugt, deren Intensität in mindestens einem - Il er sten Farbkanal niedriger ist als in mindestens einem zweiten Farbkanal, insbesondere um mindestens einen Faktor 5, bevorzugt um mindestens einen Faktor 10. Beispielsweise kann die Strahlungsquelle zwei oder mehrere Lichtquellen, beispielsweise in Form von LEDs, aufweisen, die jeweils Licht in den unterschiedlichen Farbkanälen bzw. Spektralbereichen aussenden, wobei das in mindestens einem ersten Farbkanal bzw. Spektralbereich ausgesendete Licht eine, insbesondere um mindestens einen Faktor 5, bevorzugt um mindestens einen Faktor 10, niedrigere Intensität aufweist als das in mindestens einem zweiten Farbkanal bzw. Spektralbereich ausgesendete Licht. Alternativ oder zusätzlich kann zwischen der Strahlungsquelle (die z.B. weißes Licht aussendet) und dem Wertdokument ein Filter, insbesondere ein Spektralfilter, vorgesehen sein, welcher die von der Strahlungsquelle erzeugte elektromagnetische Strahlung in zumindest einem ersten Farbkanal gegenüber zumindest einem zweiten Farbkanal, insbesondere um mindestens einen Faktor 5, bevorzugt um mindestens einen Faktor 10, abschwächt.

Durch die vorstehend beschriebene (detektorseitige bzw. beleuchtungsseitige) farbkanalspezifische Abschwächung wird erreicht, dass die vom Detektor zu erfassende bzw. erfasste elektromagnetische Strahlung in dem mindestens einen ersten Farbkanal eine niedrigere Intensität aufweist als in dem mindestens einen zweiten Farbkanal. Der Detektor liefert somit für den mindestens einen ersten Farbkanal in der Regel auch dann verwertbare Detektorsignale, insbesondere ohne zu übersteuern, wenn die Intensität der vom Wertdokument ausgehenden elektromagnetischen Strahlung relativ hoch ist, beispielsweise im Falle einer Transmissionsmessung bei Hellfeldbeleuchtung eines im Wertdokument vorgesehenen bedruckten Fensters. Demgegenüber hat die vom Detektor zu erfassende bzw. erfasste elektromagnetische Strahlung in dem mindestens einen zweiten Farbkanal eine höhere Intensität als in dem mindestens einen ersten Farbkanal, so dass der Detektor für den mindestens einen zweiten Farbkanal in der Regel auch dann verwertbare Detektorsignale in ausreichender Höhe bzw. oberhalb eines bestimmten Signal- Rausch-Verhältnisses liefert, wenn die Intensität der vom Wertdokument ausgehenden elektromagnetischen Strahlung relativ niedrig ist, beispielsweise im Falle einer Transmissionsmessung bei Hellfeldbeleuchtung einer im Wertdokument vorgesehenen sog. Mikroperforation mit sehr kleinen Durchmessern von z.B. 100 Lim. Anhand der jeweils für den mindestens einen ersten bzw. zweiten Farbkanal erhaltenen Detektorsignale kann dann eine Prüfung der unterschiedlichen Merkmale (Fenster bzw. Mikroperforation im vorstehend genannten Beispiel) erfolgen. Ohne die farbkanalspezifische Abschwächung wäre der Unterschied zwischen den Detektorsignalen des ersten Merkmals und den Detektorsignalen des zweiten Merkmals so groß, dass sie die Dynamik des Detektors übersteigen würde.

Durch die farbkanalspezifische Abschwächung wird erreicht, dass auf Basis eines einzigen Messvorgangs/ einer einzigen Bildaufnahme des Detektors an dem jeweiligen Wertdokument eine Prüfung des ersten und zweiten Merkmals möglich wird, also unterschiedlicher Merkmale auf demselben Wertdokument er, deren optischen Eigenschaften/ deren Absorption sich stark voneinander unterscheiden.

Insgesamt ermöglicht die Erfindung somit eine zuverlässige Prüfung von mit unterschiedlichen Merkmalen versehenen Wertdokumenten. Insbesondere wird der zur Messung dieser Merkmale erforderliche Messaufwand reduziert. Vorzugsweise weist das erste Merkmal einen höheren Remissionsgrad (bei Detektion in Reflexionsgeometrie) oder höheren Transmissionsgrad (bei Detektion in Transmissionsgeometrie) und/ oder einen niedrigeren Absorptionsgrad (bei Detektion in Transmissionsgeometrie) für die elektromagnetische Strahlung, mit welcher das Wertdokument beaufschlagt wird, auf als das zweite Merkmal, hn Falle lumineszierender, insbesondere fluoreszierender, Merkmale weist die vom ersten Merkmal emittierte elektromagnetische Strahlung eine höhere Intensität auf als die vom zweiten Merkmal emittierte elektromagnetische Strahlung. Durch die vorstehend beschriebene detektor- und/ oder beleuchtungsseitige farbkanalspezifische Abschwächung ist es möglich, sowohl das erste als auch das zweite Merkmal in nur einem Messvorgang zu erfassen und die dabei erhaltenen Detektorsignale zu deren Prüfung heranzuziehen, auch wenn der Transmissions- bzw. Remissionsgrad bzw. die Lumineszenzintensität beim ersten Merkmal wesentlich höher ist (insbesondere um mindestens einen Faktor 10) als beim zweiten Merkmal.

Der Detektor weist eine Vielzahl von an unterschiedlichen Orten angeordneten Detektorelementen (Pixeln) auf, durch welche die vom Wertdokument ausgehende elektromagnetische Strahlung ortsaufgelöst erfasst wird. Der Detektor ist insbesondere ein Bildsensor (mit zeilenförmig oder zweidimensional angeordneten Detektorpixeln), der sowohl für den ersten Spektralbereich als auch für den zweiten Spektralbereich ein Bild oder Teilbild des Wertdokuments aufnimmt. Bei dem Detektor handelt es sich vorzugsweise um eine CCD- oder CMOS-Kamera mit entlang einer Zeile oder über eine zweidimensionale Fläche angeordneten Detektorelementen, die mit einer absorbierenden Farbmaske, sog. Bayer-Filter oder Bayer-Matrix, versehen sind, wobei vor jedem einzelnen Detektorelement ein Farbfilter (in einer der drei Grundfarben Rot (R), Grün (G) oder Blau (B)) vorgesehen ist. Alternativ kann es sich bei dem Detektor aber auch z.B. um einen CMOS- oder CCD- Sensor handeln, bei welchem - statt mehrerer nebeneinander liegender Detektorelemente (Pixel) - drei übereinander liegende und in jeweils unterschiedlichen Farbkanälen sensitive Sensorelemente vorgesehen sind, um mit jedem Bildpunkt Farbinformationen aufzuzeichnen. Dadurch wird eine ortsaufgelöste und nach Spektralbereichen bzw. Farbkanälen spektral aufgelöste Erfassung der vom Wertdokument ausgehenden elektromagnetischen Strahlung erreicht.

Zur Durchführung einer Transmissions- oder einer Remissionsprüfung des ersten und zweiten Merkmals ist die Strahlungsquelle dazu eingerichtet, das Wertdokument im ersten und im zweiten Spektralbereich mit elektromagnetischer Strahlung zu beaufschlagen.

Vorzugsweise ist die Strahlungsquelle dazu eingerichtet bei der Prüfung des jeweiligen Wertdokuments das erste und das zweite Merkmal des jeweiligen Wertdokuments im ersten und im zweiten Spektralbereich mit elektromagnetischer Strahlung, insbesondere mit derselben elektromagnetischen Strahlung (derselben Intensität und mit demselben Spektralverlauf), zu beaufschlagen. Beispielsweise wird das zu prüfende Wertdokument (während seines Vorbeitransportierens am Sensor) - kontinuierlich oder mittels Multi- plex-Beleuchtung - durchgehend mit derselben elektromagnetischen Strahlung beaufschlagt. Dann kann daher darauf verzichtet werden, während der Prüfung unterschiedlicher Merkmale desselben Wertdokuments die Intensität der elektromagnetischen Strahlung (oder andere Messparameter) dynamisch an das Merkmal anzupassen.

Alternativ kann die Strahlungsquelle auch dazu eingerichtet sein, das erste Merkmal nur mit der elektromagnetischen Strahlung des ersten Spektralbereichs (nicht des zweiten Spektralbereichs) zu beaufschlagen und das zweite Merkmal nur mit der elektromagnetischen Strahlung des zweiten Spektralbereichs (nicht des ersten Spektralbereichs). Das kann entweder dynamisch während des Vorbeitransportierens des Wertdokuments erfolgen. Oder, falls das erste und zweite Merkmal senkrecht zur Transportrichtung des Wertdokuments voneinander beabstandet auf/ in dem Wertdokument angeordnet sind, kann die farbkanalspezifische Abschwächung während des Vorbeitransportierens des Wertdokuments gleichbleiben (d.h. nicht-dynamisch erfolgen) und auf den entsprechenden räumlichen (senkrecht zur Transportrichtung definierten) Bereich begrenzt werden, in dem das erste Merkmal auf dem Wertdokument liegt. Auch dann kann darauf verzichtet werden, während der Prüfung unterschiedlicher Merkmale desselben Wertdokuments die Intensität der elektromagnetischen Strahlung dynamisch anzupassen.

Zum Beispiel kann der farbkanalspezifische Filter räumlich so angeordnet werden, dass er nur die elektromagnetische Strahlung des (z.B. oberen/ unteren) Wertdokumentabschnitts farbkanalspezifisch abschwächt, in dem das erste Merkmal liegt, aber nicht die elektromagnetische Strahlung des (z.B. unteren/ oberen) Wertdokumentabschnitts, in dem das zweite Merkmal liegt. Oder die Detektorsignale des ersten Spektralbereichs werden nur im Wertdokumentabschnitt des ersten Merkmals geringer verstärkt, aber nicht im Wertdokumentabschnitt des zweiten Merkmals. Oder in dem dem ersten Merkmal entsprechenden räumlichen Bereich der Strahlungsquelle (z.B. bei LED-Strahlungsquellen in Form einer senkrecht zur Transportrichtung orientierten LED-Zeile mit spektral unterschiedlichen LEDs) werden nur diejenigen Strahlungsquellen eingeschaltet, die das erste Merkmal mit elektromagnetischer Strahlung des zweiten Spektralbereichs beaufschlagen (nicht aber die des zweiten Spektralbereichs), und in dem dem zweiten Merkmal entsprechenden räumlichen Bereich der Strahlungsquelle werden nur die Strahlungsquellen des zweiten Spektralbereichs eingeschaltet. In letzterem können aber auch beide Strahlungsquellen eingeschaltet werden, um das zweite Merkmal mit elektromagnetischer Strahlung des ersten und zweiten Spektralbereichs zu beaufschlagen (höhere Intensität erreichbar).

Vorzugsweise ist der Filter dazu eingerichtet, die elektromagnetische Strahlung in dem mindestens einen ersten Spektralbereich relativ zu dem mindestens einen zweiten Spektralbereich für im Wesentlichen alle Detektorelemente (Pixel) in demselben Maß abzuschwächen. Die farbkanalspezifische Abschwächung wird hierbei also für alle Detektorelemente (Pixel) in gleicher Weise vorgenommen, so dass hierfür ein einfacher Spektralfilter verwendet werden kann. Die Prüfung von Merkmalen mit stark unterschiedlichen optischen Eigenschaften wird dadurch auf besonders einfache und robuste Weise ermöglicht.

Vorzugsweise ist der mindestens eine Filter dazu eingerichtet, die elektromagnetische Strahlung, welche vom Wertdokument ausgeht bzw. mit welcher das Wertdokument beaufschlagt wird, so abzuschwächen, dass die Intensität der vom Detektor erfassten elektromagnetischen Strahlung in dem mindestens einen ersten bzw. zweiten Spektralbereich jeweils größer ist als eine untere Intensitätsschwelle (Rauschen) des Detektors und kleiner als eine obere Intensitätsschwelle (Übersteuerung, Sättigung) des Detektors. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die mindestens eine Strahlungsquelle dazu eingerichtet ist, das Wertdokument derart mit der elektromagnetischen Strahlung zu beaufschlagen, dass die Intensität der vom Detektor erfassten elektromagnetischen Strahlung in dem mindestens einen ersten bzw. zweiten Spektralbereich jeweils größer ist als eine untere Intensitätsschwelle (Rauschen) des Detektors und kleiner als eine obere Intensitätsschwelle (Übersteuerung, Sättigung) des Detektors. Bei beiden vorstehend genannten Ausführungen wird insbesondere erreicht, dass bei einem einzigen Messvorgang (Bestrahlung des Wertdokuments und Erfassung der vom Wertdokument ausgehenden elektromagnetischen Strahlung) sowohl die von einem stärker remittierenden, transmittierenden bzw. lumineszierenden ersten Merkmal ausgehende elektromagnetische Strahlung in dem mindestens einen ersten Farbkanal als auch die von einem wesentlich weniger stark remittierenden, transmittierenden bzw. lumineszierenden zweiten Merkmal ausgehende elektromagnetische Strahlung in dem mindestens einen zweiten Farbkanal zuverlässig erfasst und in entsprechende Detektorsignale umgewandelt werden kann, ohne dass diese zu niedrig oder aufgrund einer Übersteuerung des Detektors im ersten bzw. zweiten Farbkanal unbrauchbar sind.

Vorzugsweise weist das erste Merkmal in dem mindestens einen ersten Spektralbereich eine bessere Nachweisbarkeit bzw. einen höheren Kontrast auf als in dem mindestens einen zweiten Spektralbereich. Alternativ oder zusätzlich weist das zweite Merkmal in dem mindestens einen zweiten Spektralbereich eine bessere Nachweisbarkeit bzw. einen höheren Kontrast auf als in dem mindestens einen ersten Spektralbereich. Diese bevorzugte Ausführung basiert auf dem Ansatz, für die Prüfung eines Merkmals jeweils den Farbkanal bzw. die Farbkanäle auszuwählen bzw. heranzuziehen, in welchem bzw. welchen sich das betreffende Merkmal besonders gut nachweisen lässt, beispielsweise weil in diesem Farbkanal die räumliche Struktur des jeweiligen Merkmals besonders gut erkennbar und/ oder besonders kontrastreich ist und/ oder etwaige Einflüsse von von anderen Merkmalen oder Bereichen des Wertdokuments ausgehender elektromagnetischer Strahlung besonders gering sind. Dadurch wird eine besonders zuverlässige Prüfung unterschiedlicher Merkmale auf dem Wertdokument gewährleistet. Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Zusammenhang mit den Figuren. Es zeigen:

Fig. 1 ein Beispiel einer Wertdokumentbearbeitungsvorrichtung;

Fig. 2 ein Beispiel einer Banknote mit zwei unterschiedlichen Merkmalen;

Fig. 3 ein Beispiel eines Sensors zum Prüfen von Wertdokumenten; und

Fig. 4 a) bis f) eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung der Erfassung bzw. Prüfung von zwei unterschiedlichen Merkmalen mittels farbkanalspezifischer Abschwächung der vom Detektor erfassten elektromagnetischen Strahlung.

Figur 1 zeigt ein Beispiel einer Wertdokumentbearbeitungsvorrichtung in einer schematischen Darstellung. In einer Aufnahmeeinrichtung 2, welche auch als Eingabefach bezeichnet wird, werden Wertdokumente 1, insbesondere Banknoten, vorzugsweise in Form eines Stapels bereitgestellt. Mittels einer nicht dargestellten Vereinzelungseinrichtung werden die Wertdokumente 1 einzeln vom Stapel abgezogen und an eine Transporteinrichtung 3 übergeben, durch welche diese durch die Wertdokumentbearbeitungsvorrichtung befördert werden.

Die Wertdokumente werden mittels eines Sensors 10 hinsichtlich ihrer optischen Eigenschaften geprüft. Dazu weist der Sensor 10 eine Strahlungsquelle 11 auf, die elektromagnetische Strahlung erzeugt, mit welcher das jeweils zu prüfende Wertdokument 1 bestrahlt wird. Die vom Wertdokument 1 ausgehende, z.B. remittierte, reflektierte, transmittierte und/ oder auf- grund von Lumineszenz emittierte, elektromagnetische Strahlung wird mittels eines Detektors 12 in mindestens zwei unterschiedlichen Spektralbereichen, die unterschiedlichen Farbkanälen (z.B. rot, grün und blau) des Detektors 12 entsprechen, ortsaufgelöst erfasst.

Im vorliegenden Beispiel sind Strahlungsquelle 11 und Detektor 12 in Transmissionsgeometrie angeordnet, bei welcher der Detektor 12 die vom Wertdokument 1 transmittierte elektromagnetische Strahlung erfasst. Je nach Anordnung der Strahlungsquelle 11 relativ zum Detektor 12 liegt hierbei eine sog. Hellfeldbeleuchtung (im Wesentlichen senkrechter Einfallswinkel der Strahlung auf das Wertdokument 1) oder sog. Dunkelfeldbeleuchtung (schräger Einfallswinkel der Strahlung auf das Wertdokument 1) vor.

Alternativ oder zusätzlich zur Transmissionsgeometrie können Strahlungsquelle 11 und Detektor 12 aber auch in Reflexionsgeometrie über einer Seite des Wertdokuments 1 angeordnet sein, um die vom Wertdokument 1 reflektierte, remittierte und/ oder emittierte elektromagnetische Strahlung zu erfassen.

Neben einem solchen optischen Sensor 10 können auch weitere Sensoren (nicht dargestellt) zum Erfassen bzw. Prüfen weiterer Eigenschaften der Wertdokumente 1 vorgesehen sein.

Mittels abhängig vom Ergebnis der Prüfung gesteuerter Weichen 4, 5 werden die einzelnen Wertdokumente 1 in ein erstes oder zweites Ausgabefach 6 bzw. 7 überführt. Dabei werden z.B. Wertdokumente 1 einer guten Qualität im ersten Ausgabefach 6 und Wertdokumente 1 einer schlechten Qualität im zweiten Ausgabefach 7 abgelegt. Je nach Anwendungsfall können die Wertdokumente 1 in den unterschiedlichen Ausgabefächern 6, 7 alternativ oder zusätzlich auch je nach Stückelung oder Vorliegen eines Fälschungs Verdachts abgelegt werden. Es können auch weitere Weichen und weitere Ausgabefächer (nicht dargestellt) oder weitere Bearbeitungseinrichtungen, wie etwa ein Schredder zur Vernichtung von Wertdokumenten 1 mit bestimmten Eigenschaften, vorgesehen sein, was durch einen Pfeil am Ende der Transportstrecke angedeutet ist.

Figur 2 zeigt ein Beispiel eines Wertdokuments 1 in Form einer Banknote mit zwei unterschiedlichen Merkmalen. Im vorliegenden Beispiel ist ein erstes Merkmal Ml als ein in das Wertdokument 1 integriertes transparentes Fenster in Form einer Folie ausgebildet, welche mit Motiven, Symbolen und/ oder alphanumerischen Zeichen bedruckt ist. Bei einem zweiten Merkmal M2 ist im vorliegenden Beispiel die Zahl „200" in Form einer sog. Mikroperforation in das Wertdokument 1 eingebracht. Bei einer solchen Mikroperforation handelt es sich um eine Vielzahl kleiner Löcher und/ oder transparenter Stellen im Wertdokument 1, welche jeweils einen Durchmesser zwischen typischerweise 100 und 300 |im aufweisen und zusammen ein Muster, vorliegend die Zahl „200", bilden.

Aufgrund ihrer Beschaffenheit haben das erste Merkmal Ml und das zweite Merkmal M2 eine stark unterschiedliche Durchlässigkeit (Transmissionsgrad) für elektromagnetische Strahlung. So ist für den Nachweis und die Prüfung der Mikroperforation des Merkmals M2 in Transmission eine Hellfeldbeleuchtung mit einer relativ hohen Intensität erforderlich. Für den Nachweis und die Prüfung des bedruckten Fensters des Merkmals Ml in Transmission hingegen reicht eine deutlich geringere Beleuchtungsintensität aus. Die Unterschiede in der erforderlichen Intensität können so groß sein, dass sie die Dynamik des Detektors 12 (siehe Fig. 1) übersteigen. Dann wäre entweder das zweite Merkmal M2 (Mikroperforation) zu dunkel, d.h. nicht nachweisbar, bzw. das erste Merkmal Ml (Fenster) übersteuert und damit ebenfalls nicht nachweisbar.

Um eine zuverlässige Erfassung und Prüfung von solchen Merkmalen mit stark unterschiedlichen optischen Eigenschaften zu ermöglichen, wird defekter- und/ oder beleuchtungsseitig eine farbkanalspezifische Abschwächung der vom Detektor zu erfassenden bzw. erfassten elektromagnetischen Strahlung vorgenommen, was nachfolgend näher beschrieben wird.

Figur 3 zeigt ein Beispiel eines Sensors 10 zum Prüfen von Wertdokumenten 1. Eine Strahlungsquelle 11 erzeugt elektromagnetische Strahlung 8, mit welcher das jeweils zu prüfende Wertdokument 1 beaufschlagt wird. Bei der elektromagnetischen Strahlung 8 kann es sich beispielsweise um sichtbare (VIS), infrarote (IR) und/ oder ultraviolette (UV) Strahlung handeln.

Im Falle der vorliegend dar gestellten Hellfeldbeleuchtung trifft die elektromagnetische Strahlung 8 im Wesentlichen senkrecht auf das Wertdokument 1. Alternativ kann auch eine Dunkelfeldbeleuchtung vorgesehen sein, bei welcher die elektromagnetische Strahlung 8 schräg auf das Wertdokument auftrifft, wie durch die beiden gestrichelten Pfeile angedeutet wird.

Zur Erzeugung der elektromagnetischen Strahlung 8 kann die Strahlungsquelle 11 beispielsweise als Weißlichtquelle ausgebildet sein oder zwei oder mehrere Lichtquellen 16 aufweisen, die elektromagnetische Strahlung in unterschiedlichen Spektralbereichen erzeugen. Beispielsweise kann es sich bei den Lichtquellen 16 um Leuchtdioden (LEDs) handeln, welche elektromagnetische Strahlung im roten, grünen bzw. blauen Spektralbereich emittieren. Durch Mischung der von den Leuchtdioden abgegebenen elektromagnetischen Strahlung kann ebenfalls weißes oder zumindest im Wesentlichen weißes Licht erhalten werden.

Die vom Wertdokument 1 transmittierte elektromagnetische Strahlung 9 wird von einem Detektor 12 erfasst, welcher im gezeigten Beispiel als Kamera ausgebildet ist, die eine Vielzahl von entlang einer Zeile oder Fläche angeordneten Detektorelementen 17 auf CCD- oder CMOS-Basis, welche auch als Pixel bezeichnet werden, aufweist.

Vor den Detektorelementen 17 ist eine absorbierende Farbmaske 18, beispielsweise in Form eines sog. Bayer-Filters, vorgesehen, so dass sich vor jedem Detektorelement 17 ein Farbfilter befindet, welcher im roten (R), grünen (G) bzw. blauen (B) Spektralbereich durchlässig ist (siehe die vergrößert dargestellte Draufsicht auf einen Ausschnitt der Farbmaske 18). Der Detektor 12 kann dadurch die vom Wertdokument 1 ausgehende elektromagnetische Strahlung 9 nicht nur ortsaufgelöst, sondern auch in drei Farbkanälen (RGB) spektral aufgelöst erfassen.

Im vorliegenden Beispiel wird detektorseitig eine farbkanalspezifische Abschwächung der vom Detektor 12 zu erfassenden elektromagnetischen Strahlung vorgenommen, indem vor dem Detektor 12 - zusätzlich zur Farbmaske 18 - ein Spektralfilter 13 vorgesehen ist, welcher die vom Wertdokument 1 ausgehende elektromagnetische Strahlung 9 in mindestens einem der Farbkanäle (R, G, B), z.B. rot und blau, stärker abschwächt als in mindestens einem der anderen Farbkanäle, z.B. grün. Die im vorliegenden Beispiel für den roten und blauen Farbkanal erhaltenen ortsaufgelösten Detektorsignale werden dann in einer Auswertungseinrichtung 19 zur Prüfung eines auf dem Wertdokument 1 befindlichen ersten Merkmals (siehe z.B. Merkmal Ml in Fig. 2) herangezogen, welches eine höhere Durchlässigkeit für die elektromagnetische Strahlung 8 aufweist als ein auf dem Wertdokument 1 befindliches zweites Merkmal (siehe z.B. Merkmal M2 in Fig. 2). Dagegen werden die für den grünen Farbkanal erhaltenen Detektorsignale in der Auswertungseinrichtung 19 zur Prüfung des zweiten Merkmals, welches eine geringere Durchlässigkeit für die elektromagnetische Strahlung 8 aufweist, herangezogen. Zur Prüfung der hinsichtlich ihrer optischen Eigenschaften (im vorliegenden Beispiel Durchlässigkeit) stark unterschiedlichen Merkmale werden hierbei also die für die spektral unterschiedlich intensiven Farbkanäle (rot und blau vs. grün) erhaltenen Detektorsignale verwendet.

Vorzugsweise wird die Intensität der elektromagnetischen Strahlung 8, mit welcher vorzugsweise das gesamte Wertdokument 1 und/ oder zumindest beide Merkmale beaufschlagt werden, so gewählt, dass sich das im vorliegenden Beispiel erwähnte zweite Merkmal mit geringerer Durchlässigkeit gut nachweisen lässt, insbesondere indem die für den grünen Farbkanal erhaltenen Detektorsignale ausreichend hoch sind und insbesondere ein gutes Signal-zu-Rausch-V erhältnis haben.

Vorzugsweise wird der Spektralfilter 13 hinsichtlich seiner Filtereigenschaften so gewählt, dass der Detektor 12 bei der Erfassung der vom Wertdokument 1 transmittierten elektromagnetischen Strahlung 9 zumindest im roten und/ oder blauen Farbkanal nicht übersteuert wird bzw. nicht in den Bereich der Sättigung kommt. Im vorliegenden Beispiel muss der Spektralfilter 13 also im roten bzw. blauen Spektralbereich wesentlich stärker absorbieren als im grünen Spektralbereich. Der Spektralfilter 13 kann sich dabei im Wesentlichen über alle Detektorelemente 17 des Detektors 12 erstrecken und braucht insbesondere nicht nur bestimmte Pixel, vorliegend also die für die Detektion von rotem bzw. blauem Licht vorgesehenen Detektorelemente 17, abzudecken, was eine besonders einfache Realisierung der farbkanalspezifischen Abschwächung ermöglicht.

Die Intensität der elektromagnetischen Strahlung 8, mit der das Wertdokument 1 beaufschlagt wird, kann räumlich und/ oder zeitlich konstant gehalten werden. Dadurch kann z.B. eine dynamische Anpassung der Beleuchtungsintensität an das aktuell jeweils zu erfassende Merkmal auf dem am Sensor 10 vorbei transportierten Wertdokument 1 oder eine multiplexartige Beleuchtung des Wertdokuments 1 zur Aufnahme von zwei Transmissionsbildern mit jeweils unterschiedlich hoher Beleuchtungsintensität entfallen.

Alternativ lässt sich auch ein anderer Spektralbereich (z.B. rot oder blau, statt grün) verwenden, um das weniger durchlässige zweite Merkmal (z.B. die Mikroperforation des Merkmals M2 in Fig. 2), das eine hohe Intensität erfordert, zu detektieren. Der Nachweis des ersten Merkmals (z.B. das bedruckte Fenster des Merkmals Ml in Fig. 2), das eine niedrigere Intensität erfordert, kann dann anhand der für die anderen beiden Spektralkanäle erhaltenen Detektorsignale erfolgen.

Bevorzugt werden für die Prüfung des ersten bzw. zweiten Merkmals gezielt jeweils die Farbkanäle ausgewählt, in welchen das betreffende Merkmal besonders gut nachgewiesen werden kann, beispielsweise da dieses in diesen Spektralbereichen einen hohen Kontrast aufweist. Im Falle des bedruckten Fensters des ersten Merkmals lässt sich die Detektion durch Mischung der beiden Farbkanäle spektral zusätzlich an das Merkmal anpassen, so dass eine noch bessere Erkennbarkeit ermöglicht wird. Dabei werden die benachbarten (einfarbigen) Pixel zu einem Farbpixel verrechnet (z.B. 2*G+R+B). Durch die Anpassung der Farbmischungen (R+G+B) lassen sich spezifische Farbfilterungen erzeugen, d.h. es kann spektral spezifische Information ausgelesen werden (z.B. G-0*R-0*B = Grün). Dies kann dazu verwendet werden, um den Kontrast einer Druckfarbe zu erhöhen.

Eine Unterscheidung, welches Merkmal (Ml oder M2) vorliegt bzw. welche Spektralkanäle für den Nachweis bzw. die Prüfung des Merkmals verwendet werden, kann durch die Auswertungseinrichtung 19 anhand der Detektorsignale einfach dadurch getroffen werden, dass beim zweiten Merkmal (vgl. M2: Mikroperforation mit niedriger Durchlässigkeit) nur ein verwertbares, ausreichend hohes Detektorsignal z.B. grünen (G) Farbkanal vorliegt. Im Falle des ersten Merkmals (vgl. Ml: Fenster mit hoher Durchlässigkeit) liegen verwertbare Signale im roten (R) und blauen (B) Farbkanal vor, wohingegen der Detektor 12 im grünen Farbkanal übersteuert ist oder die Signale zumindest sehr hoch sind und daher nicht bei der Prüfung verwendet werden.

Alternativ oder zusätzlich zu dem Spektralfilter 13 kann eine detektorseitige farbkanalspezifische Abschwächung der vom Detektor 12 erfassten elektromagnetischen Strahlung vorgenommen werden, indem die Verstärkung der erhaltenen Detektorsignale für die unterschiedlichen Farbkanäle bzw. Farbpixel angepasst wird (z.B. grün mit einer höheren Verstärkung als rot und blau). Dies kann durch einen Verstärker 15, der in den Detektor 12 integriert oder aber auch separat zum Detektor 12 vorgesehen ist, realisiert werden. Auch hierdurch werden die vorstehend im Zusammenhang mit dem Einsatz des Spektralfilters 13 beschriebenen Wirkungen und Vorteile erzielt.

Auch wenn im vorliegenden Beispiel der Sensor 10 als Transmissionssensor aus gestaltet ist, gelten die vorstehenden Erläuterungen und Vorteile auch für die Erfassung der vom Wertdokument 1 reflektierten, remittierten und/ oder aufgrund von Lumineszenz emittierten elektromagnetischen Strahlung entsprechend.

Vorteilhafterweise erfordert keine der vorstehend beschriebenen Varianten eine dynamische Anpassung der Beleuchtungsintensität während des Wertdokumenttransports. Vielmehr erfolgt die Auswahl der Kanäle und Filter bzw. Verstärkung bereits bei der Adaption des Sensors 10 auf die jeweiligen Wertdokumente bzw. deren Merkmale und bleibt während der Wertdokumentbearbeitung konstant. Es müssen dadurch insbesondere keine Rückkopplungen über die genaue Position des Wertdokuments relativ zum Sensor 10 übertragen werden, und es sind keine schnell agierenden Komponenten erforderlich. Dies vereinfacht die Realisierung und verringert die Fehlermöglichkeiten. Darüber hinaus sind in diesem Fall z.B. auch Merkmale mit stark unterschiedlicher Absorption bzw. Durchlässigkeit nachweisbar, die eng benachbart sind oder sich an gleicher Position bezogen auf die Transportrichtung des Wertdokuments 1 befinden.

Figur 4a bis 4f zeigt eine schematische Darstellung zur beispielhaften Veranschaulichung der Erfassung bzw. Prüfung der zwei unterschiedlich durchlässigen Merkmale Ml (bedrucktes Fenster) und M2 (Mikroperforation) mittels farbkanalspezifische Abschwächung der vom Detektor 12 erfassten elektromagnetischen Strahlung. Figur 4a zeigt ein Beispiel für eine spektrale Zusammensetzung (Intensität über der Wellenlänge) der von der Strahlungsquelle 11 erzeugten elektromagnetischen Strahlung 8 (siehe Figur 3) vom blauen über den grünen bis hin zum roten Spektralbereich.

Wie aus dem in Figur 4b gezeigten Beispiel für die Transmissionsspektren (Transmissionsgrad über der Wellenlänge) der Merkmale Ml und M2 zu entnehmen ist, hat das erste Merkmal Ml eine deutlich höhere Durchlässigkeit für die elektromagnetische Strahlung als das zweite Merkmal M2. Die unterschiedliche Höhe des Transmissionsgrads bzw. der Intensität in Fig. 4a-f ist nur schematisch, d.h. nicht quantitativ entnehmbar. Sie unterscheidet sich typischerweise um eine oder mehrere Größenordnungen.

Figur 4c zeigt ein Beispiel für das Transmissionsspektrum des Spektralfilters 13, welcher die elektromagnetische Strahlung im blauen und roten Spektralbereich (B bzw. R) stärker abschwächt als im grünen Spektralbereich (G).

Figur 4d zeigt ein Beispiel für die spektrale Zusammensetzung der vom Detektor 12 erfassten elektromagnetischen Strahlung, nachdem die von der Strahlungsquelle 11 abgegebene elektromagnetische Strahlung 8 vom ersten Merkmal Ml bzw. zweiten Merkmal M2 des Wertdokuments 1 transmittiert und vom Spektralfilter 13 entsprechend dem in Figur 4c gezeigten Transmissionsspektrum gefiltert wurde.

Wie Figur 4e verdeutlicht, basiert die Erkennung bzw. Prüfung des zweiten Merkmals M2 vor allem auf der im grünen (G) Farbkanal erfassten elektromagnetischen Strahlung, da die im blauen (B) und roten (R) Farbkanal erfasste elektromagnetische Strahlung keine ausreichend hohen und damit verwertbaren Detektorsignale liefert. Vorzugsweise wird bei der Erkennung bzw. Prüfung des zweiten Merkmals M2 jedoch die Summenintensität aller Farbkanäle (R+G+B) herangezogen werden, um das zweite Merkmal mit noch größerer Intensität zu prüfen.

Wie Figur 4f zu entnehmen ist, wird dagegen bei der Erkennung bzw. Prüfung des ersten Merkmals Ml nur die im blauen (B) und/ oder die im roten (R) Farbkanal erfasste elektromagnetische Strahlung herangezogen, wohingegen die im Grünen (G) erfasste elektromagnetische Strahlung zu einer Sättigung bzw. Übersteuerung des Detektors führt, so dass deren Detektorsignale nicht bei der Prüfung des ersten Merkmals berücksichtigt werden.

Bei dem in Figur 3 gezeigten Beispiel des Sensors 10 kann zusätzlich oder alternativ zur detektorseitigen farbkanalspezifische Abschwächung mittels Spektralfilters 13 bzw. Verstärkers 15 auch eine entsprechende farbkanalspezifische Abschwächung auf Seiten der Strahlungsquelle 11 vorgesehen sein, indem die Beleuchtungsintensität spektral selektiv abgeschwächt wird.

Dies kann vorzugsweise dadurch erreicht werden, dass spektral getrennte und in der Intensität unterschiedliche Eichtquellen 16 verwendet werden, z.B. EEDs für Rot, Grün und Blau, die zusammen weißes Eicht erzeugen können. Durch eine farbkanalspezifische Abschwächung der Intensität der in den einzelnen Farbkanälen abgegebenen elektromagnetischen Strahlung ermöglichen diese eine Anpassung an das unterschiedliche Absorptionsverhalten bzw. die unterschiedlichen Durchlässigkeiten der verschiedenen Merkmale.

So kann z.B. eine Lichtquelle 16 (z.B. grüne LED) zur Abgabe von grünem Licht mit höherer Intensität vorgesehen sein, anhand welchem das stärker absorbierende zweite Merkmal M2 (Mikroperforation) nachgewiesen bzw. geprüft wird. Das geringer absorbierende erste Merkmal Ml (Fenster) wird mit dem Licht von weniger intensiven Lichtquellen 16 in den spektralen Beleuchtungskanälen Rot und/ oder Blau nachgewiesen bzw. geprüft.

Alternativ zur Verwendung spektral unterschiedlich emittierender Lichtquellen 16 kann die Strahlungsquelle 11 als Weißlichtquelle ausgebildet und mit einem entsprechenden Spektralfilter 14 (gestrichelt) versehen sein, der nur den Spektralbereich der Beleuchtung, in dem das gering absorbierende erste Merkmal Ml (Fenster) detektiert wird, dämpft, den übrigen Spektralbereich jedoch nicht.

Die unterschiedlich hohen Intensitäten des von den spektral getrennten Lichtquellen 16 abgegebenen Lichts bzw. die Weißlichtquelle mit dem Spektralfilter 14 ersetzen bzw. ersetzt somit den vorstehend beschriebenen spektralen Filter 13 vor dem Detektor 12 bzw. denVerstärker 15. Die vorstehenden Erläuterungen, insbesondere auch hinsichtlich der technischen Wirkungen und Vorteile, im Zusammenhang mit der Verwendung des Spektralfilters 13 bzw. Verstärkers 15 gelten daher auch für die farbkanalspezifische Abschwächung der Beleuchtungsintensität entsprechend.

Die farbkanalspezifische Abschwächung der Beleuchtungsintensität kann vorzugsweise statisch sein, d.h. es wird ein konstantes, von der Position des zu prüfenden Wertdokuments 1 unabhängiges Intensitätsverhältnis der Lichtquellen 16 verwendet. Zum Beispiel werden die verschieden intensiven Lichtquellen 16 dabei gleichzeitig betrieben, d.h. das jeweilige Wertdokument gleichzeitig mit dem Licht der verschieden intensiven Lichtquellen 16 beleuchtet, was eine besonders einfache Realisierung darstellt, da kein dynamisches Ein- und Ausschalten der Lichtquellen 16 während der Prüfung jeweiligen Wertdokuments erforderlich ist.

Alternativ ist es aber auch möglich, eine farbkanalspezifische Abschwächung der Beleuchtungsintensität dynamisch zu gestalten, indem die farbkanalspezifische Abschwächung der Intensität für eine Wellenlänge bzw. einen Farbkanal abhängig von der Position des Merkmals Ml, M2 auf dem Wertdokument 1 relativ zum Detektor 12 ist, wobei meist ein einziges Umschalten der Intensität und/ oder Einschalten bestimmter LEDs (z.B. grün) und Ausschalten anderer LEDs (z.B. rot und blau) während der Erfassung der vom jeweiligen Wertdokument 1 ausgehenden elektromagnetischen Strahlung ausreicht.

Anstelle des bei dem in Figur 3 gezeigten Sensor 10 verwendeten Spektralfilters 13, der die auf alle Detektorelemente 17 bzw. Farbpixel des Detektors 12 treffende elektromagnetische Strahlung in gleicher Weise abschwächt (z.B. rot- und blauabsorbierender Farbfilter), kann ein "schachbrettartiger" sog. Neutraldichte-Filter verwendet werden, welcher nur vor den Detektorelementen 17 bzw. Pixeln eines bestimmten Farbkanals (z.B. rot und blau) eine starke Dämpfung bewirkt (Pixel zum Detektieren des ersten Merkmals Ml bzw. Fensters) und vor anderen Pixeln keine oder eine nur geringe Dämpfung bewirkt (Pixel zum Detektieren des zweiten Merkmals M2 bzw. Mikroperforation). Die vorstehenden Erläuterungen, insbesondere auch hinsichtlich der technischen Wirkungen und Vorteile, im Zusammenhang mit der Verwendung des Spektralfilters 13 bzw. Verstärkers 15 gelten daher auch für die Verwendung eines Neutraldichte-Filters entsprechend.