DE2150910A1

DE2150910A1 - Verfahren zum Pruefen von Banknoten auf ihre Echtheit,insbesondere fuer Verkaufsautomaten,und Banknotenpruefgeraet

Info

Publication number: DE2150910A1
Application number: DE19712150910
Authority: DE
Inventors: Hermann Schwartz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-10-20
Filing date: 1971-10-13
Publication date: 1972-04-27
Also published as: US3725667A; CH555071A; GB1361420A; FR2111588A5

Description

_eATBMTANWBI™ Gießen, den 12.10.1971

Na. R. S C H LE E

83 GIESSEN, Blemarckstr. 43

Siegfried Peyer, CH-8806 BJi c h_ (Schweiz) Haus Luna Rock

Verfahren zum Prüfen von Banknoten auf ihre Echtheit, insbesondere für Verkaufsautomaten» und Banknotenprufgerät

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Prüfen von Banknoten auf ihre Echtheit, insbesondere für Verkaufsautomaten, sowie auf ein Banknotenprüfgerät zur Durchführung des Verfahrens·

Verkaufsautomaten, die durch Münzen betätigt werden, sind seit langem bekannt« Die eingeworfenen Münzen werden dabei durch Prüfeinrichtungen, beispielsweise auf Durchmesser, Dicke, Gewicht oder Metall—Legierung geprüft, um unrichtige Münzen auszuscheiden·

Mit zunehmender Höhe des Verkaufspreises der durch solche Automaten ausgegebenen Waren, Fahrscheine u«dgl· und durch Rationalisierungsbestrebungen entstand das Bedürfnis, für diesen Zweck nicht nur Münzen, sondern auch Banknoten verwenden zu können« Wenn ein Verkaufsautomat od»dgl. nit Banknoten bedient werden kann, lässt sich das Angebot von Waren oder Fahrscheinen auch auf Einheiten mit höheren Werten ausdehnen und das für den Automatenverkauf geeignete Sortiment wesentlich erweitern·

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ORIGINAL INSPECTED

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Wann Banknoten durch Automaten angenommen werden sollen, müssen diese - analog zur Münzprüfung - auf ihre Echtheit geprüft werden« Oa Banknoten praktisch ein bedrucktes Papierstück sind, ergeben sich gegenüber Münzen völlig andere Erkennungsmerkmale und demzufolge andere Prüfmethoden·

Es ist bereits vorgeschlagen worden, das Druckbild von Banknoten zur Echtheitsprüfung an einzelnen, ausgewählten Stellen etwa von der Grosse eines Bleistiftquerschnittes zu durch· h leuchten und fotoelektrisch abzutasten· Dies ergibt jedoch kein befriedigendes Resultat, da bei den sich im Gebrauch befindlichen Banknoten bereits erhebliche Abweichungen untereinander feststellbar sind« Bei einen sorgfältigen Vergleich einer grösseren Anzahl von Banknoten des gleichen Wertes sind einerseits Differenzen im Papierformat und ferner Passerdifferenzen bei den verschiedenen Druckfarben in der Grössenordnung von etwa 2 - 3 mm feststellbar· Dazu kommen noch Papierqualitäts- und Farbabweichungen, die entstehen können, wenn Banknoten in zeitlich auseinander liegenden Druckserien hergestellt werden·

fc Man muss somit davon ausgehen, dass selbst neue Banknoten keine idealen Prufeigenschaften haben· Gelangen diese Banknoten dann in Umlauf, entstehen- durch Abnutzung, Verschmutzung, Knickfalten usw. noch weitere Mängel« Anderseits wird erwartet, dass mindestens 90% der sich im Umlauf befindlichen, echten Banknoten von der Prüfeinrichtung als gut beurteilt - also angenommen - werden und anderseits Fälschungen mit Sicherheit zurückgewiesen werden·

Wenn nun Banknoten von der einen Seite her mit Licht durchleuchtet werden und auf der andern Seite in unregelmäßiger

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Anordnung eine Mehrzahl von Fotozellen angeordnet werden» die den durchdringenden Lichtwert messen, der je nach dem auf beiden Seiten aufgedruckten Banknotenbild unterschiedlich ist, ergeben die erwähnten Mangel der Banknoten - wie Format-» und Druckbildverschiebungen, Papierunterschiede oder Flecken - bereits erhebliche Differenzen vom Sollwert, die je nach dem eingestellten Fehler-Toleranzfeld vielfach bereits zu einer Nichtannahme von Banknoten durch das Prüfgerät führen, obschon sie echt sind» Eine zusätzliche Prüfschwierigkeit bei der Durchleuchtung entsteht noch dadurch, dass die Lichtdurchlässigkeitswerte des Banknotenpapiers stark streuen·

Mit der vorliegenden Erfindung soll ein Verfahren und ein Banknotenprüfgerät geschaffen werden, bei welchem die den Banknoten inhärenten Mängel bei einer fotoelektrischen Abtastung nur eine geringe Auswirkung auf das Messergebnis haben und trotzdem eine hohe Zuverlässigkeit der Echtheitsprüfung erreicht wird·

Das erfindungsgemässe Verfahren, mit dem dies ermöglicht wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Banknote von einer Seite her mit einer Lichtquelle angestrahlt wird, das Banknoten-Druckbild in mehrere Abtastfelder aufgeteilt und das von jedem Abtastfeld reflektierte Licht für eine elektrische Messwertbildung ausgewertet wird und Abweichungen von den Soll-Messwerten zu einem Fehlersignal addiert werden«

Das erfindungsgeaässe Banknotenprüfgerät ist gekennzeichnet durch Blenden zur Aufteilung des Banknoten-Druckbildes in sine Mehrzahl von Abtastfeldern, die durch eine Lichtquelle

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angestrahlt werden, und durch Mesaertgeber, von denen je

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einer jedem Abtastfeld zugeordnet ist und das vom Banknoten-Druckbild reflektierte Licht zur Messwertbildung aufnimmt^ wobei die Messwertgeber so geschaltet sind, dass sich Abweichungen von ihren Sollwerten zu einem Fehlersignal addieren.

Auf diese Weise gelingt es, eine hohe Sicherheit in der Beurteilung einer zu prüfenden Banknote zu erhalten, wobei die erwähnten Unvollkommenheiten der Banknoten - stammen sie nun aus dem Gebrauch der Banknote oder deren Herstellung fc nur eine geringe Auswirkung auf das Prüfresultat haben und ^! anderseits durch die Addition festgestellter Abweichungen trotzdem eine sehr hohe Zuverlässigkeit der Echtheitsprüfung erreicht wird.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Banknotenprüfgerätes nach der Erfindung dargestellt, das zusammen mit dem erfindungsgemässen Verfahren nachfolgend näher erläutert wird. Es zeigen:

Fig· 1 eine Banknote, die in vier gleich grosse Abtastfelder aufgeteilt ist, mit Blende,

Fig, 2 einen Schnitt durch die Banknoten-Prüfeinrichtung

in schetnatischer Darstellung, in Richtung der Schnittlinie H-II,

Fig. 3 ein elektrisches Schaltungsschema der Prüfeinrichtung, Fig. 4 ein Detail des elektrischen Schaltschemas·

Die zu prüfende Banknote 1 wird übers Kreuz in vier gleichgrosse Abtastflächen a, b, c, d aufgeteilt, wie dies durch die schraffierten Flächen aus Fig. 1 hervorgeht. Die sich

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in der Mitte kreuzenden, unterbrochenen Linien 2 stellen dabei die bei gebrachten Banknoten vorhandenen, üblichen Knickfalten dar. Diese Knickfalten sowie die beiden einer erhöhten Beschädigungsgefahr ausgesetzten Ecken? bzw« Ränder der Schmalseiten werden für die Messung nicht berücksichtigt» Die somit für die fotoelektrische Messung auswertbaren vier Flächen a, b, c, d des Banknotenbildes bilden zusammen eine Fläche, die im Vergleich zur ganzen Banknotenfläche mindestens 50?ί, vorzugsweise über 75%, beträgt. Für die fotoelektrisch^ Auswertung dient das von den Flächen a, b, c, d reflektierte Licht, das von der einen Seite der Banknote, also vom Banknotenbildj zurückgeworfen (Reflexionslicht) wird.

Bei den zur Verwendung kommenden Fotozellen handelt es sich vorzugsweise um relativ grossflächige Silizium-Fotoelemente, welche das von der Banknote reflektierte Licht direkt, also ohne optische Hilfsmittel wie Linsen od.dgl., aufnehmen und einen Messwert liefern. Die Gesamtfläche dieser Fotozellen beträgt mindestens 50$ der Gesamtfläche der Banknote·

Die zu prüfenden Banknoten 1 werden von oben über einen nicht dargestellten Trichter in das Prüfgerät hochkant eingegeben und fallen durch ihr Eigengewicht an in der Zeichnung nicht dargestellten Lichtschranken vorbei, bis sie mit ihrer Unterkante 16 auf einen Anschlag auftreffen und sich dann hinter einer Glasscheibe 7 befindene Mit Hilfe eines Elektromagnetes wird eine Anpressplatte gegen die Banknote 1 angepresst, so dass die Banknote 1 hernach gegen die Glasscheibe satt anliegt· Auf der andern Seite der Glasscheibe 7 befindet sich eine Blende 6, die starkwandige (d.h. mit einer Dicke von 6-10 mm) Abschirmplatten aus lichtundurchlässigem Kunststoff enthält, welche die vier Abtastfelder a, b, C₉ d der Banknote lichtmässig voneinander trennen. Die Blende besteht somit aus den

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drei horizontalen Balken oder Platten 3, 5, 8 und dem vertikalen Balken oder der Platte 15» Diese Blende 6 wird vorzugsweise aus einem Stück hergestellt und steht rechtwinklig zur Banknote 1, wie dies aus Fig· 2 hervorgeht« Die vertikale Platte 15 ist beidseitig mit Ausnehmungen versehen, in welche je eine Fotozelle 10 zu liegen kommt« Somit ist diese Platte 15 oberhalb und unterhalb der Platte 8 mit je zwei Fotozellen 10 versehen, wobei sich je ein Fotozellen-Paar gegenüber liegte Die Länge und Breite dieser flachen Fotozellen 10 ent— spricht angenähert dem Mass des zugeordneten Banknotenfeldes a, b_v d, c. Die Fotozellen 10 sind als verhältnismässig dünne Scheiben ausgebildet, die rechtwinklig zur Banknote 1 stehen und sich dadurch auf der Platte 15 so anordnen lassen, dass die von einer Glühlampe 11 ausgehenden Lichtstrahlen 13, 14 nicht direkt auf sie auftreffen. Auf die als Messwertgeber wirkenden Fotozellen 10 fällt somit nur das von den Banknotenfeldern a, b, c, d schräg reflektierte, diffuse Licht« Im Strahlengang der Glühlampe 11 ist zudem ein Filterglas 12 vorhanden, das den Infrarotanteil des Lichtes zurückhält, so dass die Banknote wirklich nur mit dem sichtbaren Spektralanteil beleuchtet wird« Das auf die einzelnen Fotozellen 10 fallende, von den zugeordneten Banknoten—Feld reflektierte Licht ergibt nun je nach den Druckbild und den Druckfarben ein als Messwert auswertbares elektrisches Signal«

Wie aus Fig« 3 hervorgeht, ist jeder der den vier Banknotenfeldern a, b, c, d zugeordneten Fotozellen 10 ein Verstärker 18, 19, 20, 21 nachgeschaltet· Deren Ausgänge sind über differential messende Diskriminatoren 25, 26, 27, 28, 29, untereinander zu Paaren verknüpft« Die Ausgänge dieser Diskriminatoren 25 - 30 wiederum sind additiv miteinander ver-

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bunden - also elektrisch parallel geschaltet ~, so dass sich eine relativ hohe Zahl von logischen Aussagen über die Banknote ergibt, obschon insgesamt nur vier Felder ausgemessen werden·

Dadurch, dass für die Differentialmessung immer zwei Fotozellen paarweise zusammengefasst werden» ergibt sich gesamthaft eine Kombination von sechs Leitungspaaren· Jedes dieser Leitungspaare gelangt auf einen der differential wirkenden Diskriminatoi&i25 - 30· Da die vier Fotozellenverstärker IB - 21 je mit einem Trimm-Potentiometer ausgerüstet sind, lassen sich die Verstärkerausgänge bei einer in die Prüfvorrichtung eingelegten durchschnittlichen Banknote gegen eine feste Referenzspannung einmalig auf Null abstimmen· Die Differentialauswertung hat den Vorteil, dass eine gleichraässige Abnutzung der Banknote oder gleichmässige Farbunterschiede bei allen vier Feldern a, b, c, d nicht als fehlerhaft gemessen wird· Auch wird dadurch für das Gerät selbst eine bessere Stabilität gegen Umwelteinflüsse, Alterung der Glühlampe und der Fotozellen erreicht·

Die Ausgänge der sechs Diskriminatoren 25 - 30 sind elektrisch parallel geschaltet, und diese Leitung 32 wird über einen einstellbaren Widerstand 35 einer Verstärkerstufe 33 und einer 5chaltstufe 34 zugeführt. Diese Schaltstufe 34 kann entweder ein Transistor, ein Elektromagnet oder ein Relais sein bzw» enthalten· Diese Schaltstufe 34 spricht an, wenn eine eingegebene Banknote zurückgewiesen werden soll, also über eine Weiche in ein Rückgabefach fällt· Die Ansprechempfindlichkeit kann durch Veränderung des variablen Widerstandes 35 in gewissen Grenzen eingestellt werden, da die Differentiale nrichtungen als Stromgenerator arbeiten und

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einen dem festgestellten Banknotenmangel proportional grossen Strom liefern» der am Widerstand 35 in Spannung umgesetzt wird«

Wenn diese Spannung einen vorbestimmten Wert annimmt; wird die Ansprechschwelle des Verstärkers erreicht, der dann die Schaltstufe 34 betätigt, was über weitere, nicht dargestellte Mittel zur Rückweisung der eingegebenen Banknote füfesrt. Im einfachsten Falle kann bereits die Differenz innerhalb

^ eines einzigen Paares so gross sein, dass der Strom ausreicht, um die Einrichtung zum Ansprechen zu bringen und die Banknote zurückzuweisen« Es kann aber auch sein, dass mehrere Paare je eine relativ kleine Abweichung registrieren und demzufolge der einzelne Fehlerstrom relativ klein ist. Diese Teilströme addieren sich aber beim Fluss durch den Widerstand 35 zur Höhe der Ansprechspannung, was ebenfalls zur Nichtannahme der Banknote führt· Da der Messwert jedes Banknotenfeldes a, b, c, d mit jedem anderen verknüpft ist bzw» verglichen wird, gelingt es, Betrugsversuche mit sehr weitgehender Sicherheit zu verhindern; anderseits werden doch mindestens 9Ü% der sich im Umlauf befindlichen echten Bank-

| noten des gewählten Wertes vom Prüfgerät angenommen·

In Fig. 4 sind die einem Diskriminator zugehörigen Bauteile und die betreffende Schaltung dargestellt. Nachfolgend wird lediglich ein einziger Diskriminator mit zugehörigem Fotozellen-Paar näher erläutert, da die übrigen Diskriminatoren analog ausgebildet sind.

Wie bereits aus dem Schaltschema nach Fig. 3 hervorgeht, ist jede der Fotozellen 10 mit einem Verstärker 18 - 21 verbunden. Der eine Verstärker IB steht nun über eine Leitung

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38 mit der Basis eines Transistors 39 in Verbindung« Der Kollektor dieses Transistors ist über eine Leitung 40 an den allen Diskriminatoren gemeinsamen Leiter 32 angeschlossen« Der Emitter dieses Transistors 39 ist über eine Leitung 42 an den Ausgang 23 des andern Verstärkers 19 unter Zwischenschaltung eines Widerstandes 43 angeschlossen· Dieser Verstärkerausgang 23 des zweiten Verstärkers 19 ist an die Basis eines zweiten Transistors 44 angeschlossen, dessen Kollektor über eine Leitung 45 mit dem Leiter 32 verbunden isto Der Emitter dieses zweiten Transistors 39 ist über eine Leitung 46, in der sich ein Widerstand 47 befindet, an den ersten Verstärkerausgang 3Θ angeschlossen·

Selbstverständlich ist das Gerät mit weiteren mechanischen und elektrischen Mitteln versehen, um die Banknote nach dem Prüfvorgang in eine Kassette im Innern des Apparates fallen zu lassen und in der Folge weitere Operationen auszulösen, wie Ausgabe des Verkaufsobjektes, eines Fahrscheines oder von Wechselgeld· Bei Nie htannahme der Banknote fällt diese durch eine Oeffnung wieder heraus. Von der Schaltstufe 34 wird eine elektromagnetische Weiche betätigt, welche die Banknote entweder in die Kassette oder in den Rückgabeschacht leitet·

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

Verfahren zum Prüfen von Banknoten auf ihre Echtheit, insbesondere für Verkaufsautomaten, dadurch gekennzeichnet, dass die Banknote von einer Seite her mit einer Lichtquelle angestrahlt wird, das Banknoten-Druckbild in mehrere Abtastfelder aufgeteilt und das von jedem Abtastfeld reflektierte Licht für eine elektrische Messwertbildung ausgewertet wird und Abweichungen von den Soll-Messwerten zu einem Fehlersignal addiert werden·

2» Banknotenprüfgerät zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch l_f gekennzeichnet durch eine Blende (6) zur Aufteilung des Banknoten-Druckbildes in eine Mehrzahl von Abtastfeldern (a, b, c, d), die durch eine Lichtquelle (11) angestrahlt werden, und durch Messwertgeber (10), von denen je einer jedem Abtastfeld (a, b, c, d) regeordnet ist und das vom Banknoten-Druckbild reflektierte Licht zur Messwertbildung aufnimmt, wobei die Messwertgeber (10) so geschaltet sind, dass sich Abweichungen von ihren Sollwerten zu einem Fehlersignal addieren«

3» Banknotenprüfgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die sich vor der Banknote (1) befindliche Blende (6) so kreuzförmig ausgebildet und angeordnet ist, dass sie die üblichen Falzbereiche (2) der Banknote abdeckt*

4. Banknotenprüfgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (6) zusätzlich zu den Falzbereichen (2) auch noch die Randbereiche mindestens der Banknotenschmal— Seiten oder die Ecken der Banknote (1) abdeckt und gitterför«=» mig ausgebildet ist»

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5. Banknotenprüfgerät nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet» dass die Messwertgeber scheibenförmige, grassflächige Fotozellen (10) sind.

6. Banknotenprüfgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fotozellen (10) auf der Blende (6) sitzen·

7· Banknotenprüfgerät nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Fotozellen (IQ) rechtwinklig zur Auflagefläche (7) der Banknote (1) erstrecken, sich räumlich zwischen dieser und der Lichtquelle (11) befinden und ihre Länge angenähert derjenigen des zugeordneten, zu prüfenden Banknotenfeldes (a, b, c, d) entspricht·

8. Banknotenprüfgerät nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Lichtquelle (11) und der Banknote (1) ein den Infrarotanteil absorbierendes Filterglas (12) angeordnet ist.

9· Banknotenprüfgerät nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (6) so ausgebildet ist, dass sich vier ira wesentlichen gleich grosse Abtastfelder (a, b, c, d) ergeben, die zusammen mindestens 50% der Banknotenfläche ausmachen·

10. Banknotenprüfgerät nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Fotozellenausgang ein Verstärker (1Θ - 21) zugeordnet ist, je zwei Verstärkerausgänge an einen Diskriminator (25 - 30) angeschlossen sind, und dass der Messwert jeder Fotozelle mit demjenigen jeder andern Fotozelle verglichen wird«

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11· Banknotenprüfgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgänge der Diskriminatoren (25 - 30) parallel geschaltet und über einen einstellbaren Widerstand (35) und einen Verstärker (33) zu einer Schaltstufe (34) geführt sind»

12. Banknotenprüfgerät nach Anspruch 10 oder H₉ dadurch gekennzeichnet, dass jeder Diskriminator zwei Transistoren (39, 40) und zwei Widerstände (43, 47) enthält, wobei je die Basis eines Transistors an den Fotozellen-Verstärkerausgang (IB - 21) angeschlossen und der zugehörige Emitter über einen Widerstand (43, 47) an den andern Fotozellen-Verstärkerausgang angeschlossen ist«

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