(57)【要約】【課題】文書の機械読取り可能ゾーン（ＭＲＺ）上に現われる印を照明し、読取り、解釈するための装置であって、印が非可視光による照明の下でのみ可視化される文書読取り装置である。【解決手段】オプトエレクトロニクス画像センサ（ＣＣＤ）が、ＵＶ照明により可視化される印を含む文書画像を捕捉し、隠された印は、捕捉された画像から識別される。２つのミラーによって折畳まれる光路が、読取り面と画像センサとの間に延びる。画像センサ上に画像を画定する光を集束するレンズが、光路内に設けられる。読取り装置はまた、ＵＶおよびＩＲ　ＬＥＤアレイに加えて、可視光の印を照明するための可視光源アレイをも含み、可視ＯＣＲ文字を照明するためにＩＲ光源を使用することもまた可能である。各異なる光源列を逐次的に駆動するためのコントローラがある。【選択図】　　　図２
2004127235.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
文書の機械読取り可能ゾーン内の第１の印を自動読取りするための文書読取り装置であって、前記第１の印は、可視光の照明を受けた場合には不可視であり、所定の周波数範囲の不可視光の照明を受けた場合には可視であるオプトエレクトロニクス読取り装置において、
（ａ）前記読取り装置によって読取られるべき前記機械読取り可能ゾーンをなす、文書を配置するための読取り面と、
（ｂ）前記読取り面から離れたところに配置される複数の第１の光源であって、前記第１の印を可視化すべく該第１の光源が駆動されたときに、前記所定の周波数範囲の不可視光で前記読取り面上の、文書の前記機械読取り可能ゾーンを照明するように構成された複数の第１の光源と、
（ｃ）画像センサであって、その上に集束された光により画定される画像を捕捉すると共にその捕捉された画像を表わす電子データを生成するように構成される画像センサと、
（ｄ）前記読取り面と前記画像センサとの間に延び、前記画像センサ上に画像を画定するように光を集束させるレンズを備える光路と、
（ｅ）前記捕捉された画像から前記印を識別すると共に表示および／または処理のためにその識別された印を出力するように構成された文書コントローラと、を含み、ここに、
前記第１の光源が駆動されたときに前記読取り面上の、前記文書の前記機械読取り可能ゾーンにより発出および／または反射される光によって画定される前記第１の印を含む文書画像が、前記光路を介して前記画像センサに転送され該画像センサにより捕捉されることを特徴とする印読取り用オプトエレクトロニクス文書読取り装置。
【請求項２】
前記第１の光源は、所定の紫外線周波数範囲の光を発出するように構成されたＵＶ　ＬＥＤであり、前記第１の印は、前記所定の紫外線周波数範囲の前記光による照明を受けた場合に可視光を発出するようなＵＶ螢光物質を含む請求項１に記載の文書読取り装置。
【請求項３】
前記レンズと前記画像センサとの間の前記光路内に配置された光学フィルタをさらに含んでなり、該光学フィルタが、前記第１の光源の反射光を除去するように構成される請求項２に記載の文書読取り装置。
【請求項４】
前記光路が、該光路内の複数の反射表面により折り畳まれる請求項３に記載の文書読取り装置。
【請求項５】
前記機械読取り可能ゾーン内の第２の印の自動読取り用にさらに構成され該第２の印は可視光での照明を受けた場合に可視になると共に、前記読取り面から離れたところに配置される複数の第２の光源であって、該第２の光源が駆動されたときに可視光で前記機械読取り可能ゾーンを照明するように構成される複数の第２の光源を、さらに含んでなり、ここに該第２の光源が駆動されると、前記機械読取り可能ゾーンにより発出および／または反射された光により画定される前記第２の印を前記文書画像が含むことになる請求項４に記載の文書読取り装置。
【請求項６】
前記機械読取り可能ゾーン内の第３の印の自動読取り用にさらに構成され該第３の印はＯＣＲ標準仕様に従って構成された文字を含むと共に、前記読取り面から離れたところに配置される第３の光源であって、該第３の光源が駆動されたときに前記ＯＣＲ標準仕様に従って所定の赤外線周波数範囲の光で前記機械読取り可能ゾーンを照明するように構成される複数の第３の光源を、さらに含んでなり、ここに該第３の光源が駆動されると、前記機械読取り可能ゾーンにより発出および／または反射された光により画定される前記第３の印を前記文書画像が含むことになる請求項５に記載の文書読取り装置。
【請求項７】
前記第２の光源は可視ＬＥＤである請求項６に記載の文書読取り装置。
【請求項８】
前記第３の光源はＩＲ　ＬＥＤである請求項７に記載の文書読取り装置。
【請求項９】
前記光源の駆動を制御するように構成されたコントローラをさらに含む請求項８に記載の文書読取り装置。
【請求項１０】
前記コントローラは、前記第１、第２および第３の光源を順次駆動するように構成される請求項９に記載の文書読取り装置。
【請求項１１】
前記光源が、前記第３の光源、前記第２の光源および前記第１の光源の順序で駆動される請求項１０に記載の文書読取り装置。
【請求項１２】
前記光源は、第１の列が前記第１の光源を含み、第２の列が前記第２の光源を含み、第３の列が前記第３の光源を含むように配置されており、各前記列の前記光源は、前記機械読取り可能ゾーンを均等に照明をするように配置される請求項１１に記載の文書読取り装置。
【請求項１３】
前記列から生成される照明は、前記画像センサの飽和を回避するのに相当する強度を有する請求項１２に記載の文書読取り装置。
【請求項１４】
前記第１の光源による前記照明は、３７０ｎｍのピーク波長を有する請求項１３に記載の文書読取り装置。
【請求項１５】
前記第２の光源による前記照明は、６５０ｎｍのピーク波長を有する請求項１４に記載の文書読取り装置。
【請求項１６】
前記第３の光源による前記照明は、８５０ｎｍのピーク波長を有する請求項１５に記載の文書読取り装置。
【請求項１７】
前記第１の印は、符号化情報を含む請求項２に記載の文書読取り装置。
【請求項１８】
文書の機械読取り可能ゾーン内の第１の印を自動読取りするための方法であって、前記第１の印は、可視光の照明を受けた場合には不可視であり、所定の周波数範囲の不可視光の照明を受けた場合には可視となる方法において、
（ａ）前記機械読取り可能ゾーンをなす、文書を配置するための読取り面を提供する段階と、
（ｂ）前記読取り面から離れたところに配置される複数の第１の光源であって、前記第１の印を可視化すべく該第１の光源が駆動されたときに前記所定の周波数範囲の不可視光で前記読取り面上の、文書の前記機械読取り可能ゾーンを照明するように構成された複数の第１の光源を提供する段階と、
（ｃ）画像センサであって、その上に集束された光により画定される画像を捕捉すると共にその捕捉された画像を表わす電子データを生成するように構成される画像センサを提供する段階と、
（ｄ）前記読取り面と前記画像センサとの間に延び、前記画像センサ上に画像を画定するように光を集束させるレンズを含む光路を提供する段階と、
（ｅ）前記捕捉された画像から前記印を識別すると共に表示および／または処理のためにその識別された印を出力するように構成された文書コントローラを提供する段階と、
を含んでなる方法であって、ここに、
前記第１の光源が駆動されたときに前記読取り面上の、前記文書の前記機械読取り可能ゾーンにより発出および／または反射される光によって画定される前記第１の印を含む文書画像が、前記光路を介して前記画像センサに転送され、前記画像センサにより捕捉される方法。
【請求項１９】
前記第１の光源は、所定の紫外線周波数範囲の光を発出するように構成されたＵＶ　ＬＥＤであり、前記第１の印は、前記所定の紫外線周波数範囲の前記光による照明を受けた場合に可視光を発出するようなＵＶ螢光物質を含む請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記レンズと前記画像センサとの間の前記光路内に配置された光学フィルタを提供する段階をさらに含んでなり、該光学フィルタが、前記第１の光源の反射光を除去するように構成される請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的にはセキュリティ機器の分野、より特定的には、可視光スペクトル外の照明、すなわち紫外線（ＵＶ）または赤外線（ＩＲ）光の存在下でのみ可視状態になる内容を読取るためのオプトエレクトロニクス文書読取り装置であって、かかる内容が、文書上に印刷された、テキスト、画像またはその他の印（ｉｎｄｉｃｉａ）の形態か、あるいは文書の基材内に埋込まれた表面が可視の内容の形態をとるオプトエレクトロニクス文書読取り装置に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
パスポートまたはその他の身分証明文書といったような文書のセキュリティを改善するための既知の方法のいくつかは、紫外線（ＵＶ）光の存在下でのみ可視状態となる材料を利用する。かかる材料は、ＵＶ−可視の印を文書に印刷すべくセキュリティ印刷のために用いられるある種のインクに添加されてきており、これによるとかかる文書を見る一般の人はその文書上にこのような印が存在することに気づかないものの、知識を有する人（例えば税関員）ならば、ＵＶ照明下でかかる文書を点検してその文書の真正を査定する目的でかかる印を識別することになる。かかる隠されたＵＶ印刷の印の識別において使用される既知のデバイスは、ＵＶ照明を発出するＵＶ螢光管を含んでなる。使用中、点検すべき文書は、文書上のあらゆる隠されたＵＶ可視の印が可視光で螢光を発する（すなわち点検者に対して可視状態になる）ような形で、かかるデバイスにより発出されるＵＶ照明の下に置かれる。しかしながら、不利なことには、かかるデバイスは、単に特定のエリアを照明する役割しか果たさず、ＵＶ螢光インクを用いて印刷された不可視の印を、デバイス自体が読取ること（すなわち解釈するための自動プロセスを介して）はできないという点において、受動的なものにすぎない。その代わり、かかる既知のデバイスのユーザは、その文書が何らかの隠された印を含むか否かを見極めるために、結果として得られた画像を手で見て個人的に解釈することが求められる。その上、ＵＶ螢光管は、冗長な安定化時間をもち、従って、ＵＶインクで印刷された印影を読取るために自動化されたデバイスが必要とするような何らかの高速処理アプリケーションに対処すべく使用することができない。さらに、かかる管は、それらが生成する照明のピーク波長が、一般的に経時的に変動することから、本質的に不安定な（従って、信頼性が低い）ものである。
【０００３】
従って、ＵＶまたはＩＲ光の照明を受けた場合にのみ可視状態になるものをもつセキュリティ文書を、比較的高速に処理するための自動化ベースで動作する文書読取り装置に対するニーズがある。さらに、かかるＵＶインク（またはＩＲ−インク）で印刷された隠された印を全ページにわたり読取ることのできる文書読取り装置に対するニーズもある。また、読取るべき文書の１またはそれ以上の所定の表面エリア上の特定の印に応じて、赤外線、可視光線および紫外線周波数帯域のうちのいずれかの中にある周波数または周波数帯域をもつ光により、かかるエリアを照明し、１つのかかる周波数または帯域から別の周波数または帯域に急速に切換えることができるような読取り装置に対するニーズもある。さらにまた、かかる印を自動的に読取り解釈することのできる文書読取り装置に対するニーズもある。その上、可動部分の削減または除去を可能にする半導体部品から構成されるような文書読取り装置に対するニーズもある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明によると、第１の印は、可視光での照明を受けた場合には不可視であり、所定の周波数範囲の不可視光での照明を受けた場合には可視状態になる、文書の機械読取り可能ゾーン内の第１の印の自動読取りのためのオプトエレクトロニクス文書読取り装置および方法が提供される。読取り装置によって読取られるべき機械読取り可能ゾーンを含む文書を配置するための読取り面が提供される。複数の第１の光源が、読取り面から離れたところにあり、第１の印を可視にすべく駆動されたときに所定の周波数範囲の不可視光（例えば３７０ｎｍのピーク波長をもつＵＶ光）で読取り面上の文書の機械読取り可能ゾーンを照明するように構成されている。画像センサが、このセンサ上に集束された光により画定された画像を捕捉し、捕捉された画像を表わす電子データを生成するように構成されている。光路が、読取り面と画像センサとの間に延び、センサ上に画像を画定する光を集束させるように構成されたレンズを含んでなる。第１の光源が駆動されたときに読取り面上の文書の機械読取り可能ゾーンにより発出および／または反射された光によって画定された第１の印を含む文書画像が、光路を介して画像センサに転送され、この画像センサにより捕捉される。文書コントローラが、捕捉された画像から印を識別し、表示および／または処理のため識別された印を出力するように構成されている。
【０００５】
第１の光源は、所定の紫外線周波数範囲の光を発出するように構成されたＵＶＬＥＤでよく、かくして第１の印は、所定の紫外線周波数範囲の光による照明を受けた場合には可視光を発出するようなＵＶ螢光物質を含む。好ましくは、光路は、その内部で複数の反射表面により折り畳まれている。
【０００６】
読取り装置はまた、好ましくは、可視光での照明を受けた場合に可視になる機械読取り可能ゾーン内の第２の印の自動読取り用としてさらに構成されている。複数の第２の光源（例えば可視ＬＥＤ）が、読取り面から離れて配置され、駆動されたときに可視光（例えば６５０ｎｍのピーク波長をもつ）で機械読取り可能ゾーンを照明するように構成されている。第２の光源の駆動時に、文書画像は、機械読取り可能ゾーンにより発出および／または反射された光により画定された第２の印を含んでいる。さらに文書読取り装置は、好ましくは、ＯＣＲ標準仕様に従って構成された文字を含む機械読取り可能ゾーン内の第３の印の自動読取り用としてさらに構成されている。複数の第３の光源（例えばＩＲ　ＬＥＤ）が、読取り面から離れて配置され、第３の光源が駆動されたときにＯＣＲ標準仕様に従って所定の赤外線周波数範囲の光で機械読取り可能ゾーンを照明するように構成されている。第３の光源が駆動されたとき文書画像は、機械読取り可能ゾーンにより発出および／または反射された光により画定された第３の印を含んでいる。
【０００７】
（例えば、ＩＲ、可視光およびＵＶといった順で逐次的ベースで）光源の駆動を制御するように構成されたコントローラと、レンズと画像センサとの間の光路内に配置され、第１の光源の反射光を除去するように構成された光学フィルタと、捕捉された画像から印を識別し、表示および／または処理のためにその識別された印を出力するように構成された文書コントローラと、を提供することもできる。
【０００８】
光源は、第１の列が第１の光源を含み、第２の列が第２の光源を含み、第３の列が第３の光源を含むように配置され、各列の光源は、機械読取り可能ゾーンに均等な照明を提供するように配置されている。さらに、光源の各列から生成された照明は、画像センサの飽和を回避するのに相当する強度を有する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明について、以下で、好ましい実施形態およびそれに関する以下の図を参考にして詳述するが、この図において全体にわたり同じ参照番号は同じ要素を示している。
【００１０】
図１および２は、本発明による文書読取り装置の好ましい実施形態が応用する光学的動作原理を示す。高速に制御されて、３つの異なるタイプのＬＥＤ、すなわち赤外線周波数帯域内の光を発出するＩＲ　ＬＥＤ、可視光周波数帯域（可視スペクトル）内の光を発出する可視光ＬＥＤ、および紫外線周波数帯域内の光を発出するＵＶ　ＬＥＤの列を含む光源アレイ３５から発出された光で、文書１０が照明される。異なるタイプの該ＬＥＤ（すなわちＩＲ、可視光およびＵＶ）は、好ましい実施形態では、順番に点灯され、かくしてＬＥＤは、ＬＥＤのタイプに従って逐次的に、例えば最初にＩＲ照明、第２に可視光照明そして第３にＵＶ照明という順序で点灯される。必要ならば、ユーザは、対象とする特定の画像を高速に照明して読取るために使用されるＬＥＤタイプの１つに対応するように、周波数または周波数のカテゴリ（例えば、ＵＶ）を選択することができる。
【００１１】
機械読取り可能な旅券（ＭＲＴＤ）といったような数多くのセキュリティ文書は、光学文字認識（ＯＣＲ）仕様を用いて文字読取りを統制する国際標準化機構ＩＳＯ１８３１規格ならびにかかる文字が可視状態のものであることを要求する国際民間航空機関ＩＣＡＯにより設定された旅行用文書についての仕様（９３０３文書、７．２．１節）の両方に適合していなければならない印刷された情報を含む。ＩＳＯ１８３１に規定されるように、文書の機械読取り可能ゾーン（ＭＲＺ）内に現われるあらゆるセキュリティフィーチャは、Ｂ９００の範囲にある、すなわちスペクトルの近赤外（９００±５０ｎｍ）部分内のあらゆるＯＣＲ文字の正確な読取りと干渉するものであってはならない。
【００１２】
必要ならば、（ｉ）上述のＯＣＲ規格に従って文字を読取ることおよび（ｉｉ）隠されたＩＲ可視の印を照明してかかる印を可視的なひいては読取り可能なものにすること、という２つの目的のいずれかまたは両方のために、ＩＲ　ＬＥＤ列を使用可能である。かかる実施形態においては、隠された印は、ＩＲ　ＬＥＤにより発出された周波数のＩＲ照明下で螢光を発する材料（すなわちインク）を用いて、文書上に印刷されることになる。このようにして、かかる隠されたＩＲ可視の印は、本明細書に記述されている実施形態の隠されたＵＶ可視の印と同じ要領で機能することになる。
【００１３】
透明なウインドウ（図示せず）が、文書１０を置くための読取り面と読取り装置用の保護ハウジング表面とを提供し、該ウィンドウは、図１および２に示す読取り装置の光学部品と文書との間にある。
【００１４】
ＬＥＤが発出した光波は、かかる照明下で読取るべき文書の機械読取り可能ゾーン（ＭＲＺ：Ｍａｃｈｉｎｅ　Ｒｅａｄａｂｌｅ　Ｚｏｎｅ）全体に均一な（すなわち均等な）照明を提供し、こうして文書を１ページずつ迅速に読みとることができる。文書１０により発出および／または反射された光波は、下部ミラー２０に到達してここで上部ミラー２５に向けて反射され、ここで下向きになって、まず最初は、文書が発出／反射した光波の光子を収集し集束するレンズ３０を通過し、次に光学フィルタ３２を通して、そしてその後オプトエレクトロニクス画像センサ４０上へと至る。
【００１５】
図示するとおり、レンズ３０およびミラー２０、２５の光学特性および機械上の配置は、次のように設定される。すなわち、全ＭＲＺ（本明細書に記述する実施形態では最高１２０ｍｍ×８０ｍｍである）が、かなりのひずみを生じさせることなくオプトエレクトロニクス画像センサ４０（本明細書に記述する実施形態では６．９１ｍｍ×４．６ｍｍ）上に集束させられるように、かつより長い光路が読取り装置内部にてコンパクトな配置で折畳まれるように、設定される。
【００１６】
ＵＶ　ＬＥＤ照明により励起される、文書１０上の印刷された螢光発生物質は、センサ４０上に鮮明な画像を生成するのに要するスペクトルよりも広い光波周波数スペクトルを発出し、光学フィルタ３２（４２０ｎｍにて遮断波長をもつ）は、その広いスペクトルを削減する。光学フィルタ３２は、可視光または近ＩＲ光に影響を及ぼさないが、反射された不要なＵＶ電磁波（ＣＣＤ画像センサはこの電磁波に対する感度が高く、この電磁波が画像を過度に明るくかつ不明瞭に見えるようにする）および紫色周波数帯域内のいくらかの可視光を除去し、かかる光波が画像センサ４０に到達しないようにする。有利なことには、不要なＵＶスペクトル成分を除去することにより、可視および近ＩＲ帯域の画像が改善される。
【００１７】
本明細書に記述する文書読取り装置内にて用いるために選択された画像センサ４０は、ＣＣＤ（電荷結合素子）、具体的には、米国のＥａｓｔｍａｎ　Ｋｏｄａｋ　Ｃｏｍｐａｎｙにより製造または供給されている製品識別番号ＫＡＦ−４０１Ｅとして販売されるセンサである。他の実施形態において使用するのに適した他のセンサとしては、製品識別番号ＫＡＣ−１３１０としてＫｏｄａｋから供給されているようなＣＭＯＳセンサおよびＣＩＳ（Ｃｏｎｔａｃｔ　Ｉｍａｇｅ　Ｓｅｎｓｏｒ）がある。
【００１８】
１２０ｍｍ×８０ｍｍのＭＲＺ（視野エリア）（図３に示す文書１０のエリア５０を参照）が、ポータブルデータファイル（ＰＤＦ）画像、写真といった可視画像、ＯＣＲテキスト、ＵＶ印刷物などといったような特定のフィーチャの抽出のため、画像センサ４０によって捕捉され、抽出されたフィーチャ、そしてときには捕捉された画像もまた、ＲＳ−２３２ポート、パラレルポートまたはイーサネットインタフェースデバイスを用いてホストコンピュータまでセンサ４０によって伝送される。有利には、ＣＣＤ４０および付随するハードウェアは、この視野エリアについて７６８画素×５１２画素の解像度を有するデジタルデータの形で画像を捕捉する（もし必要なら、別のセンサを選択することによって、より高い解像度を得ることができる）。
【００１９】
読取り装置の光路は、図２によって示されている。光路の幾何形状は、レンズ３０の倍率（本明細書で記述する実施形態においては０．０５８）、視野（ＦＯＶ：Ｆｉｅｌｄ　Ｏｆ　Ｖｉｅｗ）および焦点距離（本明細書で記述する実施形態においては１０．３ｍｍ）に依存する。図１および２に示す２つのミラー２０、２５は、経路を折畳み、かくしてそのサイズを最小限にしてコンパクトな読取り装置とするために用いられる。レンズのＦ数（記述する実施形態については、２．８に選択される）は、照明、焦点深度、回折および収差効果に基づいて、選択される。
【００２０】
従来当業者は、多重スペクトル帯域を用いた場合の色収差効果およびＵＶ光管に付随する前述の性能上の欠点に起因して、本発明による高解像度の自動画像読取り装置を動作させることができないと考えていた。可視スペクトルの近傍またはそれ以下まで拡がるピーク周波数を発出する可視／不可視光ＬＥＤデバイスがレーザ技術での使用のために既知となった。驚くべきことに、本出願人は、ＵＶ光を発出するように構成された類似の半導体ＬＥＤデバイスのアレイが、自動ＵＶ画像読取りを達成するために、文書読取り装置内でうまくかつ有利に使用できる、ということを見出した。
【００２１】
本出願人は、充分な焦点深度を持つレンズ３０の使用と組合せて、適切なＵＶ照明を伴う適切なＵＶ螢光印刷材料を使用すると、許容可能なレベルまで、かかる色収差の効果を低減させることを発見した。さらに、文書のＵＶ螢光発生材料は、光を吸収する、可視の印刷された文字／画像とは異なり、ＵＶ照明下で光源として作用することから、ＵＶインクで印刷されたものの読取り精度向上を目的とする場合には、次の２つのことが必要である。すなわち、（ｉ）文書基材と、この文書全体にわたり設けられた保護被覆とが、ＵＶデッド（ｄｅａｄ）であること（つまり、読取るべき正しい画像と干渉するであろう余分なＵＶ励起可能物質を含んではならないこと）、そして、（ｉｉ）ＵＶインクで印刷されたエリアの背景エリアが吸収性（すなわち暗い）であってかつ非干渉性であること、が必要である。さらには、画像センサの飽和を回避することが必要であるが、これは、異なるＬＥＤ列を発光させたときに文書から発出／反射されるそれぞれの光の強度を確実に整合させることによって（すなわち、ＬＥＤの駆動レベルを適切に制御することによって）、回避される。
【００２２】
ＵＶ　ＬＥＤ（ＵＶ管と比べて）の使用により、ＵＶ照明の露光時間を、密に制御しかつ高速に切換えることが可能となる。具体的には、５０ナノセカンドの安定化時間を有するＬＥＤを使用した場合、ＵＶ照明を、数ミリセカンド以内でオン／オフ切換えすることができる。文書を照明するために使用すべきＵＶ光の周波数の選択は、選択すべきＵＶ　ＬＥＤによって、決まり、さらにこのＵＶ　ＬＥＤ自体は、読取り装置によって読取られるべき隠れたセキュリティ材料として使用されるインクまたは基材の励起材料によって、決まる。好ましい実施形態においては、Ｎｉｃｈｉａ　ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（日亜化学工業株式会社）によりＮＳＨＵ５５０Ｅという製品識別番号で製造および／または供給されているＵＶ　ＬＥＤが、ＵＶ光源アレイ内での使用のために選択された。このＵＶ　ＬＥＤ製品は、３７０ｎｍにてピーク波長をもつ狭い帯域の照明を発出し、５０ｎｓという短い安定化時間（すなわち駆動してからピーク波長での照明に達するまでに必要な時間）を備える。このＵＶ　ＬＥＤにはまた、静電気放電（ＥＳＤ）に対する保護のためのツェナーダイオードが内蔵されている。ここに本出願人は次のことを発見した。すなわち、予め定めたＵＶ　周波数の光（すなわち、好ましい実施形態においては波長３７０ｎｍの光）により励起されたときに、可視光の適切な周波数（すなわち、好ましい実施形態においては約４２３ｎｍの波長の青色光）を発出するＵＶ螢光印刷用インクを選択すると共に、本明細書で記述するようなソフトウェアを使用することで許容可能なレベルにまで色収差効果を低減させるに充分な焦点深度とより少ない色収差とを呈するレンズ３０の使用と組合わせて、ＵＶインク印刷された印の使用可能な画像の捕捉という結果をもたらすことを、発見した。望ましくないのは、いくらかの不要な光周波数がレンズ３０上に反射させられることであるが、これらの不要なＵＶ光周波数を遮断するために、光路内には、センサ４０の前段に光学フィルタ３２が含まれる。このフィルタ３２は、４２０ｎｍでカットオフを有する高域通過ＵＶフィルタである（ＧＧ４２０いう識別番号でＥｄｍｕｎｄ　Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　Ｏｐｔｉｃｓにより供給および／または製造されているもの）。
【００２３】
当該技術分野においてＵＶ螢光インクは周知のものであり、当業者であれば、任意のある応用として、文書上に隠された内容を印刷すべく使用するＵＶ螢光インクを適切に選択することは容易にできるだろう。例えば、熱転写印刷への応用として、東京のアルプス電気株式会社に譲渡された米国特許第６，１５５，１６８号で記述されたインクを選択して使用することができる。適切なＵＶ螢光インクのさらなる提供元としては、Ｋｅｎｔｕｃｋｙ，　Ｕ．Ｓ．Ａ．のＡｎｇｓｔｒｏｍ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ　Ｉｎｃがある。レーザ印刷への応用として、この会社から、適切なＵＶ螢光静電トナーが入手できる。
【００２４】
文書読取り装置は（その内容が本明細書に参考として取り入れられている２０００年４月１９日付の前記譲受人の係属米国特許出願第０９／５５３，４５４号および対応ＰＣＴ公開出願第ＷＯ０１／８０５１２号の中で詳述されているように）、次のものを検出しおよび処理することができる。すなわち、ソース画像に基づいて、オーバーレイされた偏向（ｏｖｅｒｌａｉｄ　ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）および暗号化画像を用いて、Ｐｉｘｅｌｐｌｅｘ　画像と呼ばれる本出願の譲受人により提供されるような、セキュリティデバイス画像、２次元バーコードおよびテキストの機械読取り可能な文字ラインといったものを含む、ＵＶ螢光インクで印刷された異なるタイプの秘匿画像を含む異なるタイプの隠された内容を検出および処理することができる。
【００２５】
必要ならば、光路には、ホログラムまたはキネグラムといった文書に適用される光学的に可変のデバイスを認証するため、反射状態と透明状態とをもつ静電ミラー（図１に示されていない）を含むことができる。
【００２６】
図３は、文書、すなわちパスポートの識別ページのサンプルレイアウトの平面図を示しており、これによると、ＵＶ螢光材料を含む独立した５つのセキュリティフィールドが設けられている。フィールド１および３は各々、選択されたＵＶＬＥＤの周波数帯域に対応する予め定めたＵＶ周波数により照明を受けたときに螢光を発する適切な螢光色素材料で印刷された機械読取り可能なテキスト（英数字文字）を含む。ＵＶ照明を受けたテキスト画像は、画像センサ４０により検出され、次に従来のＯＣＲ−Ｂテキストアルゴリズム（かかるアルゴリズムは、当業者にとって周知であり、市場で容易に入手可能である）を用いて解釈される。好ましくは、これらのフィールドにより提供されるセキュリティを増大させるため、テキストは、適切なソフトウェアアルゴリズム（かかるアルゴリズムは、市場で容易に入手可能である）を用いてスクランブルされ暗号化される。好ましい実施形態においては、フィールド３の内容は、パスポート番号に対応する数字であり、従ってこのフィールドは、文書上に現われる可視的に印刷されたパスポート番号に対するクロスチェックとして使用されるようになっている。
【００２７】
図３に示すサンプル文書のフィールド２は、テキストを表わす符号化された印を含み、このテキストは、ＵＶ螢光材料内に一連の垂直線として現われるように、偏向画像を用いて、符号化されている。この印はまた、画像センサ４０により検出され、読取り装置内の適切なソフトウェアによって解釈される（すなわち復号化される）。
【００２８】
フィールド４は、ＵＶ螢光材料内に印刷されたポータブルデータファイル（ＰＤＦ）４１７画像の形態の２次元バーコードからなる。当業者にとっては周知であるように、２次元バーコード画像は、使用される特定の解像度により許容されるように、画像および英数字テキストの任意の組合せとすることができる。ＰＤＦ画像は、画像センサ４０により検出され、読取り装置内の適切なソフトウェアによって解釈される。必要ならば、バーコードは、複数の部分に分割され、これらの部分は予め定めたやり方（読取り装置のソフトウェアシステムによって、既知かまたは学習された情報である）で、文書ページ全体にわたり分配される。バーコードのいずれも通常の光の下ではユーザに見えないので、バーコードがそのように断片化されたとしてもユーザに影響を及ぼすことはない。しかしながら、読取り装置によって読取られる断片の特定の配置は、読取り装置にとって既知の予め定めた配置と一致しなければならないので、それは正にもう１つのセキュリティフィーチャを文書に与えることになる。読取り装置が読取ったバーコード断片の配置が、既知の配置に一致しないことが分かった場合、読取り装置はその文書を、該装置自身が行った認証査定プロセスにおいて不合格になったものとして、識別する。
【００２９】
フィールド５は、ＵＶ螢光材料内に印刷されたセキュリティデバイスＰｉｘｅｌｐｌｅｘ　画像を含む。図３に示すように、隠されたＰｉｘｅｌｐｌｅｘ　画像により表わされる暗号化ソース画像は、好ましくは、認証された所持者に対しそのパスポートが発行された時に識別ページにあったとおりのパスポート所持者の写真であると、このパスポートの所持者の写真は、Ｐｉｘｅｌｐｌｅｘ　画像を復号したときに顕示される。
【００３０】
さらなるセキュリティフィーチャ（図３には示さず）が文書ページの基材の材料により与えられるが、これは、フィールド１〜５のいずれにも制限されるものではない。すなわち、それは文書ページを構成する枚葉紙内におけるＵＶ螢光パルプ繊維のランダム分布である。セキュリティ書類の通常の製造中にこのような繊維が少々導入されることと、そして結果として仕上った紙基体内においてそれらの繊維の位置がランダムに決まることとは、既知である。これらの繊維のランダム性は、文書が作成されまたは発行される時にページ上のそれらの位置を識別し、これらの特定の位置を、その特定の文書と関連付けることによってセキュリティを与えるために、有効に使用される。文書読取り装置は、これらの繊維をページ上のそれらの位置と共に検出して読取った情報を、文書の作成または発行時の繊維の位置に関する既知の情報と比較する。これら２つの情報が一致しない場合、読取り装置は、認証査定プロセスで不合格になったものとしてこの文書を識別する。
【００３１】
図４は、文書読取り装置の好ましい実施形態におけるＬＥＤ列３５の配置を例示している。ＬＥＤは、図１および２に示すように、読取り装置内でかつ読取り装置を横断して設けるための２つの取付け用タブ３４を有する熱可塑性材料片の形で、基板３６上に取付けられる。各ＬＥＤ列内のＬＥＤのパターン（配置）は、以下の要因を考慮に入れて、文書１０に対し充分かつ均等な照明を提供するように構成される。以下の要因とは、（ｉ）ＬＥＤの指向性（視角）と、（ｉｉ）画像についての非線形な人間の視覚（すなわち、輝度の単位変化は、視覚的感受性の変化に対応しない）と、（ｉｉｉ　）飽和を回避するための画像センサ（ＣＣＤ）のダイナミックレンジと、（ｉｖ）センサの量子効率（ＱＥ）が、赤色でより高く青色でより低いというように波長変化に対して変動する画像センサ（ＣＣＤ）の応答と、（ｖ）基板上にはめ込むために必要なコンパクト性と、である。図４において示されるように、ＵＶ　ＬＥＤ３７は、基板３６の各端部に向かう程多く該ＵＶ　ＬＥＤ３７が位置づけされるように、基板全体にわたり側方に分配されている。同様に、近ＩＲ　ＬＥＤ３８および可視光ＬＥＤ３９はそれぞれ、基板３６の端部でより集中するように、基板３６全体にわたり側方に分配されている。
【００３２】
３列（セット）のＬＥＤは、印刷材料（すなわちインク）の明度に基づいて決定される一周期で順次駆動される。この駆動時間は、標準的に１０ミリセカンドから２秒の間である。好ましい実施形態での通常の動作モードにおいて、ＬＥＤ列を駆動するための好ましいシーケンス順序は、ＩＲ　ＬＥＤ、可視光ＬＥＤそしてその後にＵＶ　ＬＥＤである。近ＩＲ　ＬＥＤは、ＩＳＯ１８３１規格を満たすべく９００±５０ｎｍの範囲のピーク周波数で発光する。可視光ＬＥＤは、４００ｎｍ〜６６０ｎｍの範囲で発光し、ＵＶ　ＬＥＤは３６０ｎｍ〜３８０ｎｍの範囲で発光しそれぞれ、６５０ｎｍおよび３７０ｎｍでピーク周波数を有する。しかしながら、ある与えられた応用のためにユーザにとって関心ある特定の印刷画像を照明すべく、ある与えられた時間でＬＥＤのいずれかまたは全てを駆動するということもできる。例えば、ＩＳＯ１８３１規格に従った光学文字認識処理を使用して文書上に印刷されたテキストを読取ることが要求された場合に、ＩＲ　ＬＥＤを駆動することができる。同様にして、読取り装置により読取られるページ上の可視的に印刷された内容を照明すべく、可視光ＬＥＤを駆動することができ、かつ／または、ＵＶ螢光インクで印刷された画像を照明するために、ＵＶ　ＬＥＤを駆動することができる。照明された画像は、画像センサ４０上に集束され、ホストコンピュータのソフトウェアシステムによって解釈されて、ユーザに対して結果（すなわち読取った画像）の表示を生成する。
【００３３】
図５は、ブロック図の形で、好ましい文書読取り装置の構成要素およびその相互作用を示している。好ましい実施形態においては、ＣＣＤである画像センサ４０は、印加された照明下で可視であってかつ画像ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）４５にデジタルデータ形式で転送すべき画像の捕捉を行う。フラッシュメモリチップ４７が、ファームウェアおよびコンフィギュレーションデータを格納するために、備えられている。デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）は、デジタル化画像情報に対する処理機能を果たし、好ましい実施形態において使用するために選択されたＤＳＰは、ＴＭＳ３２０Ｃ３２という製品識別番号で、Ｔｅｘａｓ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓにより供給される。ＣＣＤ４０から画像ＲＡＭ４５へのデータ転送、ＤＳＰ１１０と画像ＲＡＭ４５との間のデータバスの制御、（ＬＥＤアレイ３５の制御を含めた）周辺インタフェースの制御および画像強調を含む、図５に示すようなさまざまなコントローラ機能を実行するため、好ましい実施形態では、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）論理チップの形態での読取り装置コントローラ６０が使用される。結果として得られた文書画像は、シリアル、パラレルまたはイーサネットインタフェース７０にて、ホストコンピュータ（図示せず）に転送される。
【００３４】
文書検出器８０は、光検出器とＩＲセンサ回路の組合せを用いて、読取り装置の読取り面上の文書１０の存在を検出する。操作状態を示すため、ユーザインタフェースＬＥＤ（ＵＩ　ＬＥＤ）９０が備えられる。ＬＥＤアレイ列３５のＬＥＤは、文書読取り装置上で実行中のソフトウェアによって高速に制御可能な半導体デバイスである。最高４データトラックを読取ることのできる磁気読取り装置１００もまた、文書に付された磁気ストリップにデータがある場合にはそれを読取るべく具備される。
【００３５】
図６は、文書読取り装置により実行される文書コントローラファームウェアによって実施される工程を示すフローチャートである。文書コントローラソフトウェアは、文書読取り装置により実行される動作を制御するものであって、その制御を行うにあたり、入力を処理し所要の出力を生成するためにどのソフトウェア要素を実行すべきかを決定する。このようにして、文書読取り装置の機能は、コントローラソフトウェアの範囲内に入るコンフィギュレーションを有する文書（すなわち、それにより処理できる文書）に制限される。かくして、文書読取り装置は予め定めたタイプの文書に有効に整合させられる。
【００３６】
文書の存在が、読取り装置の文書検出器８０により検出された場合に、文書は、可視光、ＩＲおよびＵＶ照明のうちの１またはそれ以上のものでＭＲＺをそれぞれ照明すべくＩＲ、可視光およびＵＶ　ＬＥＤ列を励起することにより、走査される。上述のように、これらの異なる照明周波数のＬＥＤ列は通常逐次的な順序で励起されるが、必要ならば、指定された（個別の）順序で励起可能である。照明を印加した結果として、文書のＭＲＺに現われる各走査された（すなわち可視的）画像は、読取り装置の画像センサ（すなわち図５中のＣＣＤ４０）によって捕捉され、（要求に応じて）実行される１またはそれ以上のアプリケーション処理のためにホストコンピュータへ転送される。文書コントローラソフトウェアのフィーチャ特定要素は、文書画像の個々のフィーチャ（印）を特定し識別する。具体的には、図３を参照すると、該特定要素は文書の機械読取り可能ゾーン（ＭＲＺ）の次の印、すなわち可視写真５１、バーコード５２、ＯＣＲテキスト５３、５４およびＵＶ可視フィールド１〜４を特定し識別する。
【００３７】
所望の処理工程を実施するように適切に構成された個々のソフトウェア要素によって、異なるタイプのフィーチャが、それぞれ異なる形で処理される。ＯＣＲソフトウェア要素１２０は、フィーチャのＯＣＲ−Ｂ文字のラインを認識し解釈する従来の処理工程に従ってＯＣＲフィーチャ５３、５４を処理する。当業者にとっては既知の通り、ＯＣＲソフトウェア要素は好ましくは、識別された文字の中に考えられる誤りを判定するための、コンテキストおよびフォーマット検査用の処理工程を含んでいる。ＯＣＲソフトウェア要素１２０は、それが決定した解釈後の文字を出力し、この出力は、モニタ上で表示しかつ／または要求に応じてさらに処理する目的でホストコンピュータに転送される。必要ならば、出力されたその文字は、（例えば、その他のソフトウェアアプリケーションによる付随した処理を必要としない場合）、代わりに電子表示装置に直接転送してもよい。
【００３８】
ＰＤＦソフトウェア要素１３０は、ＰＤＦ４１７バーコードフィーチャ５２を切り離し、分析し、復号する。ＵＶフィールドソフトウェア要素１４０は、ＵＶフィールド１〜５の画像を決定し、該当する場合、前述のＯＣＲおよびＰＤＦソフトウェア要素を用いてこれらの画像を処理する。読取り装置の磁気カード読取り装置によって読取られたデータを処理するために、好ましくは磁気カード読取り装置ソフトウェア要素も提供される。ＯＣＲ要素の出力については、これらのソフトウェア要素の各出力は、さらなる処理および／またはモニタ上での表示のためにホストコンピュータへ転送される。
【００３９】
上述した実施形態内で利用された個々のオプトエレクトロニクスシステムおよびソフトウェア処理機能は、当業者にとっては充分理解できるものである。オプトエレクトロニクスおよび画像処理の分野の当業者であれば、代替としてその他のさまざまな実現が考案可能であることを理解し、本発明を応用してそのさまざまなアプリケーションを実現できるものと予想される。
【００４０】
従って、例示を目的として本明細書に記述された特定の実施形態は、特許請求の範囲によって規定され請求される本発明の範囲を制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による文書読取り装置の光学的動作原理および光路をそれぞれ例示する概略図（その１）である。
【図２】本発明による文書読取り装置の光学的動作原理および光路をそれぞれ例示する概略図（その２）である。
【図３】本発明による文書読取り装置と共に使用するよう考慮された文書例であり、可視光スペクトル外の照明下でのみ可視状態になるインクを用いて異なるタイプの識別用の印が印刷されている５つの全く異なるフィールド（エリア）を含む文書例の平面図である。
【図４】本発明による文書読取り装置の好ましい実施形態の中で使用されるＩＲ、可視光およびＵＶの各ＬＥＤの相対的な数を例示する概略図である。
【図５】本発明による文書読取り装置の好ましい実施形態の構成要素を示す概略的ブロック図である。
【図６】図５の文書読取り装置上で実行されるソフトウェア例によって実施される工程を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０…文書
２０…下部ミラー
２５…上部ミラー
３０…レンズ
３２…光学フィルタ
３４…取付け用タブ
３５…光源アレイ
３６…基板
３７…ＵＶ　ＬＥＤ
３８…近ＩＲ　ＬＥＤ
３９…可視光ＬＥＤ
４０…オプトエレクトロニクス画像センサ
４５…画像ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）
４７…フラッシュメモリチップ
５１…可視写真
５２…バーコード
５３、５４…ＯＣＲテキスト
６０…読取り装置コントローラ
７０…イーサネットインタフェース
８０…文書検出器
９０…ユーザインタフェースＬＥＤ（ＵＩ　ＬＥＤ）
１００…磁気読取り装置
１１０…デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【外国語明細書】
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