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Vorrichtung zur Feststellung der Echtheit von Banknoten
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Feststellung der Echtheit von Banknoten, welche im Stahltiefdruckund im Simultandruck hergestellt sind, insbesondere für Warenausgabe-oder Geldwechsel-Automaten, in welcher Vorrichtung die zu prüfende Banknote entlang einer Bahn geführt ist, in der optische oder/und elektrische Taster eingebaut sind, welche die Masshaltigkeit, die Oberflächenrauhigkeit und die Lichtreflexion der Banknoten prüfen.
Aus der USA -Patentschrift Nr. 2, 950, 799 ist eine Vorrichtung zur automatischen Prüfung der Echtheit von Banknoten bekannt, die auf einer Folge von mehreren, nacheinander vorzunehmenden Einzelprüfungen basiert ; unter anderem wird eine Dickenprüfung der Note mit magnetischen oder mechanisehen Mitteln vorgenommen, wobei jedoch lediglich die durchschnittliche Dicke der Note ermittelt
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unih esentlichen Dickenunterschied aufweist.
Weiters wird die Dichtigkeit der Banknote an den verschiedenen Stellen des Aufdruckes bei der bekannten Prüfvorrichtung mittels einer Durchstrahlungseinrichtung ermittelt, die mit radioaktiven Strahlen arbeitet. Da die Dichtigkeit im unmittelbaren Zusammenhang mit den verschiedenen Farbschichten steht, kann auf diesem Wege auch die Farbschichtdicke von Banknoten geprüft werden. Mit dieser Prüfvorrichtung kann ausserdem auch die Papierbeschaffenheit geprüft werden ; hiebei wird die Stärke des an einer Teilfläche der Note reflektierten Lichtes einer besonderen Lichtquelle gemessen und an einer Skala angezeigt ; mit Hilfe von Polarisationsfiltern lassen sich die gewonnenen Aussagen noch verdeutlichen.
Weiters findet eine Vergleichsprüfung mit dem Negativ einer Originalnote statt, indem die Prüfnote mit der Originalnote zur Deckung gebracht wird.
Diese bekannte Prüfeinrichtung hat jedoch den erheblichen Nachteil von sehr hohen Gestehungskosten, so dass derartige Geräte praktisch nur in grossen Selbstbedienungsbetrieben, wie Restaurants od. dgl., mit entsprechend hohem Umsatz installiert werden können. Ausserdem sind wegen der vorgesehenen ra- dioaktiven Strahlenquelle besonders strenge Sicherheitsvorschriften zu beachten, denen in wirtschaftlicher Weise immer Rechnung getragen werden kann.
In der USA-Patentschrift Nr. 3, 114, 444 ist ebenfalls eine Vorrichtung zur Prüfung der Echtheit von Banknoten beschrieben. Bei dieser Vorrichtung wird die zu prüfende Banknote von der einen Seite mit einer Lichtquelle bestrahlt, wobei auf der gegenüberliegenden Seite lichtempfindliche Zellen angeordnet sind ; wenn die durch die Banknote hindurchgetretenen Lichtquantitäten von vorbestimmten Werten abweichen, werden von den Zellen Signale ausgelöst, die die Zurückweisung der untersuchten Banknote bewirken.
Aus der USA-Patentschrift Nr. 3, 220. 54U ergibt sich ebenfalls eine mit optischen Mitteln arbeitende Vorrichtung zur Banknotenprüfung, die dadurch bewerkstelligt wird, dass von einer Mehrzahl von vorge- wählten diskreten Flächen einer zu prüfenden Banknote reflektiertes Licht auf seine spektralen Anteile hin analysiert wird.
Bezüglich der optischen Prüfungsverfahren ist aber ganz allgemein darauf hinzuweisen, dass die
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Druckfarben für Banknoten keiner Normung unterworfen sind, dass vielmehr lediglich der Farbeindruck vorgeschrieben ist ; letzterer kann aber durch Zusammensetzung aus ganz verschiedenen Farben jeweils erzeugt werden, so dass also das Vorhandensein einzelner Farbanteile absolut keine Gewähr für die Echtheit einer Banknote zu geben vermag ; weiterhin sind zur genauen Bestimmung der anteiligen Farben komplizierte, d. h. aufwendige Filtereinrichtungen erforderlich, die aber, wie erwähnt, keine Sicherheit für die angestrebte Wirkung zu geben vermögen. Bei optischen Prüfungen ist im übrigen auch zu beachten, dass die Banknoten während ihres Umlaufes verschmutzen und ihre Farben altern.
Auf diese Weise werden solche ältere Banknoten im allgemeinen von auf optische Merkmale prüfenden Vorrich-
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Gemäss der letztgenannten USA -Patentschrift Nr. 3, 220, 549 wird ausser der optischen Prüfung auch noch auf den Abstand der Striche von einzelnen Schraffuren geprüft. Eine derartige Untersuchung ist im Hinblick auf eine Echtheitsprüfung bei Banknoten ebenfalls wenig wirksam, da dieser Linienabstand mittels photomechanischer Verfahren vergleichsweise einfach nachzuahmen ist und somit praktisch von jedem Fälscher beherrscht wird. Der gleiche Nachteil haftete dem Vorschlag der franz. Patentschrift Nr. 1. 2 3. 212 an, da auch bei der dort beschriebenen Vorrichtung nur auf den gegenseitigen Linienabstand untersucht wird.
Gemäss der brit. Patentschrift Nr. 981, 100 ist schliesslich eine besondere Art der optischen Prüfung von Banknoten ; hiebei wird die Banknote von einer Lichtquelle wieder an mehreren vorbestimmten Stellen beleuchtet und danach das jeweils reflektierte Licht in einem Photoempfänger in photoelektrische Spannungen umgesetzt, welche in einer Brückenschaltung miteinander verglichen werden ; und sofern ein vorbestimmtes Verhältnis nicht eingehalten wird, wird auf eine gefälschte Banknote geschlossen. Auch dieses Prüfungsverfahren ist mit den gleichen oben in Verbindung mit andern optischen Prüfverfahren bereits dargelegten Nachteilen behaftet.
Demgegenüber besteht nun die Aufgabe der Erfindung darin, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einmal hinsichtlich ihrer Herstellungskosten so preiswert ist, dass sie auch aus finanziellen Gründen praktisch bei jedem Geldwechsel-oder Warenausgabe-Automat eingesetzt werden kann und welche darüber hinaus aber auch in jedem Falle eine ausreichende Sicherheit bei der Echtheitsprüfung der ihr vorgelegten Banknoten erbringt.
Nach der Erfindung wird dies bei Prüfvorrichtungen der eingangs beschriebenen Art zur Feststellung der Echtheit von Banknoten dadurch erreicht, dass sie zwei getrennte Vergleichseinrichtungen enthält, deren eine die Dickenschwankungen an im Stahltiefdruck hergestellten Stellen und deren andere die beiderseitigen. Lichtreflexionen an vorbestimmten, im Simultandruck bedruckten Stellen mit eingespeicherten Werten vergleicht.
Bei einer be\orzugten Ausführungsform dieser Prüfvorrichtung enthält die Vergleichseinrichtung für den Stahltiefdruck zwei getrennte Tastspuren, wobei die hiedurch ermittelten Dickenschwankungen mit bingL'speicherten Werten verglichen werden. Diese Prüfvorrichtung ist weiters zweckmässig derart ausgebildet, dass die vorhandene Vergleichseinrichtung für den Simultandruck zur fortlaufenden Abtastung der Banknoten an denselben Stellen von Vorder- und Rückseite auf Helligkeitskontraste je ein optisches System enthält und dass die Signale in beiden starr miteinander verbundenen Empfängern dieser optischen Systeme in elektrische Signale umwandelbar und in einer Koinzidenz-Schaltung vergleichbar sind.
Schliesslich ibt bei dieser Prüfeinrichtung vorgesehen, dass zur Prüfung der Papieroberfläche der Banknote bezüglich ihres Reflexionsvermögens das von einer Lichtquelle auf die Banknote gestrahlte und dort reflektierte Licht unter mindestens zwei verschiedene Ausfallswinkeln empfangen und die erhaltenen Lichthelligkeits-Werte nach Umwandlung in elektrische Signale untereinander oder/und mit den gespeicherten Werten einer Original-Banknote in einer Koinzidenz-Schaltung verglichen werden.
In den Zeichnungen sind mehrere Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Prüfvorrichtung zur Feststellung der Echtheit von Banknoten veranschaulicht. Es zeigen : Fig. l die Vergleichseinrichtung zur Prufung von Stahltiefdruck (Dickenschwankungen) im vertikalen Querschnitt, Fig. 2 das zugehörige Spannungsdiagrarnm ; Fig. 3 eine Anordnung zur Messung der Farbschichtdicke ; Fig. 4 und 5 die Vergleichseinrichtung für Simultandruck bzw. das mit derselben ermittelte Spannungsdiagramm ; Fig. 6 eine Einrichtung zur Messung des mittleren Reflektionsvermögens der Oberfläche der Banknote ; und schliesslich Fig. 7 eine Anordnung zur Prüfung der Masshaltigkeit und Unversehrtheit von Banknoten.
Bei dieser Prufvorrichtung für Banknoten wird bei den einzelnen Schritten zur Durchführung der Dik- kcnprufung der Banknoten selbst und zur Farbschichtdickenprüfung davon ausgegangen, dass bei den modernen Banknoten im allgemeinen Stahltiefdruck verwendet wird, wogegen den Fälschern meistens nur
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die Verwendung von Buchdruck oder Offsetdruck möglich ist. Bei Stahltiefdruck sind auch bei alten Banknoten noch Dickenänderungen von 2/100 mm zwischen nicht bedruckten und bedruckten Stellen vorhanden ; bei neuen Banknoten beträgt dieser Unterschied sogar bis zu 4/100 mm. Diese Unterschiede können nur mit Hilfe hochempfindlicher Messfühler ermittelt werden. Als solche dienen :
Messuhren grosser Auflösung, die beim Überschreiten voreinstellbarer Dicken ein elektrisches Signal abgeben.
Druckgeber mit Hebelübersetzung, die den Dickenunterschied vergrössert, geben eine der Dicke proportionale Gleichspannung ab.
Fig. 1 zeigt eine derartige Vergleichseinrichtung für Dickenprüfung. Die auf einer Walze--A-aufliegende Banknote-B-wird von Transportrollen-Z-unter dem Abtaster-D-hindurchgeführt, der über eine Hebelübersetzung einen Druckgeber-E-- betätigt. Die auf dem Spannungsdiagramm ge- mäss Fig. ZaufgezeigteSpannung-UO- entsprichtden Verhältnissen an der Walze ohne Papier.-Ul- entspricht der reinen Papierdicke. Die Differenz zwischen --U 2 und U l-entspricht der Stahltiefdruckprägung.
Ein piezoelektrischer Druckgeber entspricht in seiner Wirkungsweise dem Tonabnehmer bei der Schallplattenwiedergabe. Als Druckgeber sind auch Dehnungsmessstreifengeber verwendbar.
Schliesslich ist auch eine kapazitive Dickenprüfung möglich, die in gleicher Weise arbeitet, wie weiter unten im Zusammenhang mit der Farbschichtdickenprüfung erläutert ist. Jedoch müssen dabei die Elektroden so klein gehalten werden, dass sie sich den Prägungsunterschieden anpassen können.
Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, können bei der Dickenprüfung selbstverständlich auch die bekannten Prüfungen auf Dicke des Papiers und Rauhigkeit vorgenommen werden.
Da beim Stahltiefdruckverfahren die Farbschichtdicke mindestens zehnmal so gross ist wie bei andern Druckverfahren, ist eine Farbschichtdickenprüfung von besonderer Wichtigkeit für die Echtheitsprüfung der Banknote. Im Gegensatz zu den bekannten Farbschichtdickenprüfungen, die auf optischen oder radioaktiven Durchstrahlungsmethoden basieren, wird hier eine hochfrequente Resonanzmethode von ex- trem hoher Genauigkeit verwendet. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, wird die Note-B-zwischen zwei schmalen Platten-F-hindurchbewegt, welche die Kondensatorplatten-C-eines HF-Schwingkreises (L, C) sind, dessen Resonanzfrequenz gemessen wird. Die Plattenoberfläche muss klein sein, um den durch den Farbauftrag verursachten Dickenänderungen folgen zu können.
Die Resonanz des Schwingkreises wird zweckmässig bei eingelegter Originalnote abgeglichen. Aus der Höhe der Resonanzabweichungen lassen sich Fälschungen leicht ermitteln.
Eine weitere wichtige Einzelprüfung ist die Prüfung des Simultandruckes. Da beim Simultandruck die Zeichnungen von Vorder- und Rückseite an manchen Stellen deckungsgleich sind, stets aber eine unveränderliche Lage zueinander haben, erfordert der Simultandruck kostspielige Maschinen, die Fälschern im allgemeinen nicht zur Verfügung stehen. Infolgedessen ist bei Falsifikaten der Druck auf Vor-
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Empfänger-Hschen Ausgangssignale --I und K-- der beiden optischen Empfänger werden, wie aus Fig. 5 ersichtlich, nach Invertierung eines Signals-K'-addiert, wozu eine Koinzidenz-Schaltung verwendet wird. Die Ausgangsspannung dieser Koinzidenz-Schaltung muss bei Deckungsgleichheit im Idealfall 0 sein. Sofern
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rungsbeständig ist.
Diese Eigenschaft der Note, die sich auch auf andere Beschaffenheiten der Papier- oberfläche erstrecken kann, wird zur Prüfung auf Echtheit ebenfalls herangezogen. Das von einer Lichtquelle-L-auf die Oberfläche der Note --B-- gestrahlte und von dieser reflektierte Licht-\ (- wird unter mindestens zwei verschiedenen Ausfallswinkeln empfangen, wie in Fig. 6 dargestellt. Dabei beträgt der Einfallswinkel 450. Das reflektierte Licht wird einmal unter 450, im wesentlichen zur Erfassung des Glanzlichtes und einmal unter 90 , als Mass für die Grundhelligkeit des Papiers aufgefangen und in elektrische Signale umgewandelt, die miteinander verglichen werden.
Werden bestimmte Stellen auf der Banknote untersucht und ausserdem optische Empfänger verwendet, deren Empfindlichkeit von der Farbe des einfallenden Lichtes abhängig ist, können auch Aussagen über die Farbe der Banknote im untersuchten Bereich gemacht werden. Als optische Empfänger kommen in Betracht : Photowiderstände, Photodioden, Phototransistoren, Sekundärelektronenvervielfacher und Photozel- leu.
Eine besonders einfache Prüfung der Papieroberfläche kann dadurch vorgenommen werden, dass die elektrischen Ausgangssignale des optischen Empfängers mit den elektronisch gespeicherten Signalen
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einer Originalnote verglichen werden. In der Prüfanordnung befindet sich zu diesem Zweck z. B. ein endloses Magnetband. Die eventuell integrierten und übersteuerten elektrischen Ausgangssignale werden zu einer bestimmten Folge von Rechtecksignalen unterschiedlicher Dauer umgeformt. Diese Rechtecksignale werden in einer Koinzidenzschaltung zu den invertierten Originalvergleichssignalen addiert. Im Idealfall ist die Summenspannung 0. Im Normalfall ergeben sich geringfügige Differenzspannungen, die gleichgerichtet einen bestimmten vorgeschriebenen Wert nicht überschreiten dürfen.
Schliesslich kann noch eine Prüfung auf Masshaltigkeit und Unversehrtheit der Banknote vorgenommen werden. Dieses ist notwendig, um eine Streifenfälschung, bei der aus z. B. 20 Noten durch Zerschneiden und Wiederzusammenkleben 21 Noten gefertigt werden, zu erkennen. Die Banknote--B-- wird gemäss Fig. 7 zwischen eine leitende Grundplatte-N-und eine mit mehreren, federnd angeordneten Kontaktstiften-0-versehene Isolierplatte-P-- eingeführt. Die Stifte sind in der Stirnfläche gerundet und geben bei Kontakt mit der Metallplatte ein Signal. Die Stifte sind so angeordnet, dass sie einmal den Umfang der Banknote erfassen und zum andern die Notenfläche an diskreten Punkten abfühlen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur Feststellung der Echtheit von Banknoten, welche im Stahltiefdruck und im Simultandruck hergestellt sind, insbesondere für oder Geldwechsel-Automaten, bei welcher der zu prüfende Geldschein entlang einer Bahn geführt ist, in der optische oder/und elektrische Taster eingebaut sind, welche die Masshaltigkeit, die Oberflächenrauhigkeit und die Lichtreflexion der Banknote prüfen, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwei getrennte Vergleichseinrichtungen enthält, deren eine die Dickenschwankungen an im Stahltiefdruck hergestellten Stellen und deren andere die beiderseitigen Lichtreflexionen an vorbestimmten, im Simultandruck bedruckten Stellen mit eingespeicherten Werten vergleicht.