DE2005016C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Nachweis von Tiefdruck zur Echtheitsprüfung von Banknoten und anderen Wertzeichen - Google Patents

Description

Bereich bei der einen Reflexionsmessung in Richtung ..linimalen Schattenwurfs und bei der anderen Messung in Richtung maximalen Schattenwurfs beleuchtet wird und wobei das bei beiden Messungen reflektierte Lichtbündel jeweils mit kleinem Lichtausfallwinkel vom Lichtempfänger empfangen wird, und daß in der Vergleichseinrichtung die beiden ihr zugeführten elektrischen Meßwerte miteinander verglichen werden.

Zur Ausfüllung des Verfahrens geht die Erfindung aus von einer Tasteinrichtung, welche das Prüfobjekt auf einem vorbestimmten, mit Tiefdruck bedruckten Bereich seiner Oberfläche abtastet, mit einer Vergleichseinrichtung für elektrische Meßwerte, welche als Ergebnis des Vergleichs ein Gut-Geld-Signal oder Falsch-Geld-Signal abgibt.

Gemäß der Erfindung ist mindestens eine Lichtquelle vorhanden zur aufeinanderfolgenden Abtastung des vorbestimmten Bereichs des Prüfobjektes in Richtung minimalen und maximalen Schattenwurfs und mindestens eine photoelektrische Zelle zur aufeinanderfolgenden Messung der beiden reflektierten Lichtbündel.

Damit werden die Nachteile erschütterungsempfindlicher Meßgeräte beseitigt. Eine Verschmutzung der Meßeinrichtung durch abgeschabte Druckfarbe und eine Beschädigung des Drucke^, wie sie sich bei mechanischen Abtasteinrichtungen ergibt, sind ebenfalls ausgeschlossen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht einen vollautumatischen Tiefdrucknachweis.

Nachfolgend wird an Hand der Zeichnungen erläutert, wie der Erfindungsgedanke praktisch angewendet und noch weiter ausgestaltet werde" kann. Es zeigen

Fig. 1 und 2 eine schematische Darstellung des Verfahrens;

F i g. 3 zeigt ein Prinzipschaubild einer Prüfvorrichtung und

Fi g. 4 ein Detail in der Schnittdarstellung.

In der Fig. 1 ist ein stark vergrößerter Bereich 1 aus einer schraffierten Fläche einer im Metallstich-Tiefdruckverfahren hergestellten Banknote gezeigt. Eine Tiefdruckschraffur 2 ist durch langgestreckte reliefartige Erhöhungen aus dunkler Druckfarbe gebildet. Die Längsrichtung der Tiefdruckschraffur 2 ist mit x, die Querrichtung mit y bezeichnet. Auf dem Talboden 3 kommt das helle Papier zum Vorschein. Ein Lichtbündel 4 fällt mit kleinem Lichteinfallswinkel (i auf den Bereich 1 und beleuchtet die 5" Tiefdruckschraffur 2 in der Querrichtung v. Ein Teil des reflektierten Lichtbündels 5 fällt auf eine lichtempfindliche Zelle 6, die mit kleinem mittlerem Meßwinkel Il oberhalb des Banknotenausschnittes 1 angeordnet ist.

Aus der Geometrie der beschriebenen Meßanordnung folgt, daß bei genügend kleinen Winkeln <i und /i nur sehr wenig Licht auf die lichtempfindliche Zelle 6 fällt, denn vom Standort der Zelle 6 aus kann nur die Schattenseite der Tiefdruckschraffur 2, nicht aber der helle Talbodcn 3 beobachtet werden.

Wird hingegen der Bereich I der Banknote gemäß der Fig. 2 mit einem Lichtbündel 7 in der Längsrichtung χ beleuchtet und das reflektiert): Lichtbündel 8 wiederum mit kleinem Meßwinkel /( mittels einer lichtempfindlichen Zelle 9 gemessen, so ist für die Zelle 9 der helle Talboden 3 in seiner ganzen Länge sichtbar, d. h.. auf die Zelle 9 fällt erheblich mehr Licht als auf die Zelle 6. Demzufolge läßt sich die Tiefdruckschraffur 2 optisch nachweisen, wenn die von den Zellen 6 und 9 gemesssenen Beleuchtungsstärken miteinander verglichen werden.

Der optimale Wert für den Lichteinfallswinkel u und den Meßwinkel β hängt von der Beschaffenheit der zu prüfenden Banknoten ab. Versuche haben ergeben, daß der Lichteinfallswinkel « und der Meßwinkel β vorteilhaft kleiner als 6° sind. Unter Beachtung dieser Regel wurde an verschiedenen im Metallstich-Tiefdruckverfahren hergestellten Banknoten ein durchschnittliches Verhältnis der beiden Meßwerte von etwa 1:2 ermittelt. Bei nach einem anderen Druckverfahren hergestellten Falschnoten, welche die charakteristische Berg-Tal-Struktur nicht aufweisen, unterscheiden sich die beiden Meßwerte kaum voneinander.

Damit die Reproduzierbarkeit des beschriebenen Verfahrens gewährleistet ist, muß auf völlige Planheit der Testfläche und auf eine möglichst reflexionsfreie Umgebung geachte*, werden. Mit Vorteil wird eine scharf begrenzte Teilfläche der nachzuweisenden Tiefdruckschraffur beleuchtet.

In der F i g. 3 ist ein Prinzipschaubild einer Vorrichtung zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens dargestellt. Gleiche Teile wie in den Fig. 1 und 2 sind mit den gleichen Bezugszahlen versehen. Die Lichtbündel 4 und 7 gehen von einer Lichtquelle 10 aus, die senkrecht über dem Bereich 1 der Banknote angeordnet ist, werden von Spiegeln 11 bis 14 zweimal umgelenkt und fallen durch Blenden 15, 16 im vorgeschriebenen Winkel auf den Bereich 1 der Banknote und von da auf die lichtempfindlichen Zellen 6, 9. Je nach der Stellung von Sektorblenden 17, 18 wird entweder das Lichtbündel 4 oder das Lichtbündel 7 durchgelassen. Die lichtempfindlichen Zellen 6, 9 sind über je einen Verstärker 19 bzw. 20 an ein Auswertegerät 21 zum Vergleich der beiden Meßwerte und zur Ja-Nein-Entscrteidung angeschlossen.

Wenn der Weg für die Lichtbündel 4 und 7 durch die Sektorblenden 17,18 abwechslungsweise periodisch freigegeben wird, so erzeugen die lichtempfindlichen Zellen 6, 9 elektrische Impulsfolgen, deren Spannungsmittelwerte gebildet und miteinander verglichen werden können.

Selbstverständlich kann die Beleuchtung der Tiefdruckschraffur in Längsrichtung .v und in Querrichtung y auch mittels zweier gesonderter Lichtquellen erfolgen. Dabei besteht jedoch die Gefahr, daß diese Lichtquellen unterschiedliche Alterungserscheinungen zeigen, wodurch das Mcßresultat verfälscht wird.

An Stelle der Zellen 6 und 9 kann mit Vorteil eine einzige lichtempfindliche Zelle eingesetzt werden, auf welche die Lichtbündel 5 und 8 über ein Spiegelsystem geworfen werden. Weitere vorteilhafte Möglichkeiten bestehen darin, eine einzige Lichtquelle und/oder eine einzige lichtempfindliche Zelle auf einem um 90° schwenkbaren Arm anzuordnen oder das Prüfobjekt selber um 90° zu drehen.

In der Fig. 4 ist die Ausbildung eines Lichtschaclites dargestellt, der eine Eintrittsöffnung 22 für das Lichtbündel 4 und die lichtempfindliche Zelle 6 zur photoelektrischen Messung des Lichtbündels 5 aufweist. Senkrecht zur Zeichnungsebene besitzt dieser Lichtschacht einen analogen Lichtweg für die Lichtbündcl 7. 8. Eine Öffnung 23 durchdringt eine

Grundplatte 24, gegen welche die zu prüfende Banknote gepreßt wird. Zur Verhinderung von Streulicht ist die Grundplatte 24, deren Matcrialstärke aus Festigkeitsgründen ein gewisses Mindestmaß nicht unterschreiten darf, mit Stufen versehen. Ein Abschlußdeckel 25 enthält vorstehende Blenden 26, welche die Lichtbündel 4 und 5 nach oben begrenzen und zugleich verhindern, daß über den Abschlußdeckel 25 Streulicht zur lichtempfindlichen Zelle 6 gelangen kann.

Wie bereits erwähnt, eignen sich für den Nachweis von Tiefdruck nach dem erfindungsgemäßen Verfahren neben Schraffuren auch andere Stellen mil optischer Vorzugsrichtung, wie beispielsweise Linien· muster u. dgl.

Das beschriebene Verfahren zum Nachweis einei Oberflächenstruktur mit optischer Vorzugsrichtung kann auch bei der Materialprüfung, beispielsweise zum Nachweis einer Riffelung auf einer Metall-

o oberfläche, angewendet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche: Zelle, die auf einem schwenkbaren Arm angeordnet ist

1. Verfahren zum Nachweis von Tiefdruck zur Echtheitsprüfung von Banknoten und anderen Wertzeichen mit einer Tasteinrichtung, weiche das Prüfobjekt auf einem vorbestimmten, mit Tiefdruck bedruckten Bereich seiner Oberfläche abtastet, die abgetasteten Werte in elektrische Meßwerte umwandelt und einer Vergleichseinrichtung zuführt, dadurch gekennzeichnet, daß die Tasteinrichtung als Lichtquelle und Lichtempfänger ausgebildet ist, welche auf dem vorbestimmten Bereich (1) des Prüfobjektes nacheinander zwei Reflexionsmessuogen mit kleinem Lichteinfallswinkel (α) durchführen, wobei der Bereich (1) bei der einen Reflexionsmessung in Richtung minimalen Schattenwurfs (je) und bei der anderen Messung in Richtung maximalen Schattenwurfs (y) beleuchtet wird und wobei das bei beiden Messungen reflektierte Lichtbündel (5,8) jeweils mit kleinem Lichtausfallwinkel (ß) vom Lichtempfänger empfangen wird, und daß in der Vergleichseinrichtung die beiden ihr zugeführten elektrischen Meßwerte miteinander verglichen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichteinfallswinkel (α) und der Lichtausfallwinkel (ß) kleiner als 6° sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Bereich (1) des Prüfobjektes nacheinander in Längsrichtung und in Querrichtung beleuchtet wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer Tasteinrichtung, weiche das Prüfobjekt auf einem vorbestimmten, mit Tiefdruck bedruckten Bereich seiner Oberfläche abtastet, mit einer Vsrgleichseinrichtung für elektrische Meßwerte, welche als Ergebnis des Vergleichs ein Gut-Geld-Signal oder Falsch-Geld-Signal abgibt, gekennzeichnet durch mindestens eine Lichtquelle (10) zur aufeinanderfolgenden Abtastung des vorbestimmten Bereichs (1) des Prüfobjektes in Richtung minimalen und maximalen Schattenwurfs (x bzw. y) und durch mindestens eine photoelektrische Zelle (6, 9) zur aufeinanderfolgenden Messung der beiden reflektierten Lichtbündel (5 bzw. 8).

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Licht einer einzigen Lichtquelle (10) durch ein Spiegelsystem (13,14 bzw. 11,12) auf den vorbestimmten Bereich (1) des Prüfobjektes und durch eine rotierende Sektorblende (18 bzw. 17) abwechselnd in die Richtung minimalen und maximalen Schattenwurfs (x bzw. y) gelenkt wird.

f>. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das von einem vorbestimmten Bereich des Prüfobjektes reflektierte LielUbündcl (5, 8) mittels eines weiteren Spiegelsystems auf eine einzige photoelektrische Zelle (6 oder 8) gelenkt wird.

7. Vorriehtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine einzige Lichtquelle, die auf einem schwenkbaren Arm angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 7, gekennzeichnet durch eine einzige photoelektrische Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Nachweis von Tiefdruck zur Echtheitsprüfung von Banknoten und anderen Wertzeichen mit einer Tasteinrichtung, welche das Prüfobjekt auf einem vorbestimmten, mit Tiefdruck bedruckten Bereich seiner Oberfläche abtastet, die abgetasteten Werte in elektrische Meßwerte umwandelt und einer Vergleichseinrichtung zuführt.

Aus der deutschen Auslegeschrift 1 276 952 und der USA.-Patentschrift 3 246 297 sind Prüfvorrichtungen für Banknoten bekannt, bei denen eine Lichtquelle eine Banknote an zwei verschiedenen Stellen beleuchtet und wobei Photozellen an jeder Stelle die Helligkeit des durchscheinenden oder reflektierten Lichtes in Meßwerte umwandeln, die miteinander verglichen werden. Der Nachweis von Tiefdruck ist mit diesen Prüfvorrichtungen nicht möglich.

Aus der USA.-Patentschrift 2 246 501 und aus der französischen Patentschrift 1504 951 ist eine Einrichtung bekannt, die es gestattet, das Reflexionsvermögen einer Glanzschicht auf einer laufenden Papierbahn bzw. auf einer Banknotenoberfiäche zu messen. Dabei wird das Prüfobjekt mit einer Lichtquelle aus einer einzigen Richtung beleuchtet, das reflektierte Licht in einer Ebene mit der Lichtquelle unter einem verhältnismäßig kleinen bzw. mehreren verschiedenen Ausfallwinkeln empfangen und in elektrische Meßwerte umgewandelt, die miteinander verglichen werden. Diese Einrichtungen vermögen jedoch nicht zwischen einer allgemeinen Oberflächenrauhigkeit des Papiers und Tiefdruck zu unterscheiden.

Aus der zuletzt genannten Druckschrift ist auch ein Verfahren zum Nachweis von Tiefdruck bekannt, bei dem die zwischen Papieroberfläche und Tiefdruckmuster bestehenden Höhendifferenzen mechanisch abgetastet werden. Als Tastelement dient eine mit einer feinen Spitze versehene Nadel, deren von der Höhendifferenz gesteuerter Hub ausgewertet wird. Nachteile der Verfahren mit mechanischer Abtastung sind ihre Erschütterungsempfindlichkeit, die Gefahr der Verschmutzung der Tastnadel durch abgeschabte Druckfarbe und die dabei auftretende und sich bei häufiger Abtastung akkumulierende Beschädigung des Druckes.

Aus der schweizerischen Patentschrift 237 024 ist schließlich eine Einrichtung zur Oberflächenprüfung bekannt, die eine gleichzeitige Abbildung der zu prüfenden Oberfläche in der Draufsicht und im Profil ermöglicht. Ein Tiefdrucknachweis mit Hilfe dieser bekannten Einrichtung wäre allenfalls einer speziell geschulten Person möglich.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines neuen Verfahrens sowie einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, welche einen einfachen und zugleich zuverlässigen Tiefdrucknachweis ohne mechanische Abtastmittel ermöglicht.

Soweit sich die Erfindung auf ein Verfahren richtet, besteht sie daiin, daß uie Tasleinrichtung als Lichtquelle und Lichtempfänger ausgebildet ist. welche auf dem vorbestimmten Bereich des Prüfobjektes nacheinander zwei Reflexionsmessungen mit kleinem Lichteinlallswinkel durchführen, wobei der