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Vorrichtung zur Prüfung von Dokumenten
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bs gibt bereits (AT-PS 311 097) Verfahren zur Messung der Verschmutzung
von banknoten, bei dem auf ausgewählte Stellen des Banknotenrandes ein Lichtstrahl
gerichtet und das unter einem vorgegebenen Winkel austretende Streulicht einem Meßfühler
zugeführt und der vom Meßfühler erfaßte (Helligkeits)WTert in eine Auswertescnaltung
eingespeist wird. Die Messung erfolgt deshalb am Banknotenrand, um eine Beeinflussung
durch das Druckbild hintanzuhalten. Nach der Lehre der vorerwähnten Druckschrift
ist es nicht vorteilhaft, den Transmissions-oder Remissionsgrad der Banknote zur
Beurteilung der Verschmutzung heranzuziehen, weil bei der Papierherstellung
unvermeidliche
Toleranzen dies verhindern. Das bekannte Verfahren geht davon aus, aaß sich das
der Papierhelligkeit entsprechende Signal aus einem der Remission des Papiers proportionalen
Gleichsignal und einem Wechselsignal zusammensetzt, das die Verschmutzung des Papiers
beinhaltet. Bei dem bekannten Verfahren wird daher dem verstärkten Signal der Photozelle
ein Gleichsignal so überlagert, daß das Photozellensignal kompensiert wird. ach
dem bekannten Verfahren können Banknoten auf Echtheit nicht geprüft werden, weil
uas Druckbild überhaupt keine Berücksichtigung findet.
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Für die L?chtheitsprüfung von Banknoten wurde es durch die AT-PS 321
619 bekannt, die spektrale Remission farbiger Flächen zu benutzen. Es wird hierbei,
um eine Aussage über die Echtheit einer Banknote machen zu können, die Remission
an einer bestimmten Stelle einer zu prüfenden Banknote mit einem Referenz-Meßwert
verglichen.
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Dieser Vergleich erfolgt nach einer Quotientenmethode, um den Linfluß
der Verscnmutzung auszuschalten. Befriedigenae Ergebnisse sind nach dieser Methode
nicht zu erwarten. Wegen aer natürlichen Streuung der Transmissionswerte und der
Druckbildposition von Banknoten müssen nämlich die Toleranzen so groß gewählt werden,
daß eine zuverlässige Unterscheidung von einfachen Falsifikaten kaum möglich ist.
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Weiters wurden Vorrichtungen bekannt, die bei der Echtheitsprüfung
entweder das von der Banknote reflektierte Licht oder das durch die Banknote hindurchgehende
Licht zu Meßzwecken erfassen und zur Auswertung heranziehen.
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Bei einer Vorrichtung zur Echtneitsprüfung von Banknoten, die lediglich
as reflektierte Licht heranzieht, wurde es durch die US-PS 3 220 5 dz 9 bekannt,
eine Spektralanalyse ues reflektierten lichtes zu Meßzwecken une zur Auswertung
heranzuziehen.
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Aus der L)L-AS 1 524 627 wurue eine Vorrichtung zur automatischen
Prüfung und Zählung von Banknoten bekannt. In dieser Vorrichtung werten aruckfrische
Banknoten mittels eines ersten Detektorsystems auf etwaige Verschmutzungen geprüft,
wobei dieses Detektorsystem die eine una andere Seite der Banknote abtastet und
verschmutzte Banknoten ausscheiuet. Die Banknoten werden weiters auf nentrierungsfehler
des Druckbildes mittels eines fotoelektrischen zweiten Detektorsystems geprüft,
das auf beiden Seiten der Banknoten mit jeweils einem Detektor den hellen ßanknotenrand
längs der einen Esanknotenkante an einer Bezugsmeßstelle una mit jeweils zwei Detektoren
den hellen Banknotenrand längs der benachbarten Banknoten kante abtastet. Zur Bildung
des IST-Wertes dient hierbei der Verlauf der bei Passieren der drei Bezugsmeßstellen
als Funktion der reflektierten helligkeit von den Detektoren abgegebene elektrische
Spannung. Diese Spannung wird dann mit einem Sollwert verglichen, eine Ausscheiaung
einer Banknote findet dann statt, wenn die Differenz zwischen Ist-Wert und Soll-Wert
ein bestimmtes Ausmaß übersteigt. Zur Feststellung eines Ist-Wertes wird bei der
bekannten Vorrichtung somit im wesentlichen von der Reflexion des Lichtes an der
Banknote Gebrauch gemacht.
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Den vorerwähnten Vorrichtungen haftet der Mangel an, aaß die Istwertauswertung
entweder äußerst kompliziert
und damit kostspielig und reparaturanfällig
ist, oder aber daß die erreichbare Genauigkeit unbefriedigend ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine Vorrichtung zur Dokumentenprüfung
zu schaffen, deren Prüfmechanismus einfach im Aufbau ist und eine ausreichende Genauigkeit
gibt. Die Erfindung geht hierbei aus von einer Vorrichtung zur Prüfung von Dokumenten,
z.B. Banknoten, bei dem auf ausgewählte, ein Druckbild zeigende Stellen des Dokumentes
ein Lichtstrahl gerichtet und das unter einem vorgegebenen Winkel austretende Streulicht
einem Meßfühler zugeführt und der vom Meßfühler erfaßte (helligkeits-)Wert in eine
Auswerteschaltung einspeisbar ist, wobei der vom Meßfühler für das unter einem Winkel
austretende Streulicht erfaßte Wert in der Auswerteschaltung mit einem Sollwert
verglichen wird, der an aer korrespondierenden Stelle eines Originaldokumentes unter
gleichen Bedingungen auftritt und gegebenenfalls zusätzlich das an der Meßstelle
des Dokumentes durchsetzende Wransmissions-)Licht einem weiteren Meßfühler zugeführt
wird, und in der Auswerteschaltung mit einem Sollwert verglichen wird, der an der
korrespondienenden Stelle eines Originaldokumentes unter gleicnen bedingungen auftritt,
und erreicht hierbei das erwähnte Ziel dadurch, daß der Meßfühler für Streulicht
und der gegebenenfalls vorgesehene Meßfühler für Transmissionslicht gegebenenfalls
unter Zwischenschaltung eines Verstärkers je an eine der Anzahl der Meßstellen entsprechende
Anzahl von zueinander parallelen Moduln angeschlossen ist, deren Steuereingänge
mit einer von einem
Zeitgeber, dessen Ausgangssignale vom Transportmechanismus
abgeleitet sind, gesteuerten Ablaufsteuerung verbunden sind, wobei jeaer Modul an
einem Sollwertkomparator angeschlossen ist, dessen Ausgang an den Eingang eines
allen Sollwertkomparatoren gemeinsamen UD-Gliedes angeschlossen ist, dessen Ausgang
den Weitertransport des Dokumentes steuert, wobei gegebenenfalls die Ausgangssignale
des Zeitgebers einem Zähler zugeführt werden, der an einen Längenkomparator angeschlossen
ist, dessen Ausgang an einen der Eingänge des UND-Gliedes angeschlossen ist. Durch
die beim Erfindungsgegenstand vorgesehene spezielle Auswertung der vom Meßfühler
kommenden Ist-Signale und der Auswertung der Meßsignale in der Weise, daß das Ausgangssignal
eines Zeitgebers vom Transportmechanismus abgeleitet wird, ist eine wesentliche
Vereinfachung des gesamten Prüfmechanismus erzielt. Die Transporteinrichtung, die
auf jeden Fall für den Weitertransport der zu prüfenden Dokumente vorhanden sein
muß, wird erfindungsgemäß hierbei auch noch für eine weitere Aufgabe ausgenutzt,
nämlich für die Beaufschlagung eines Zeitgebers. Erfaßt soll insbes.
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das zwischen 300 und 600 austretende Streulicht werden.
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Ein Streuwinkel von 450 liefert für österreichische Banknoten (100/500/1000
S) günstige Werte. Es ist nicht wesentlich, daß der Winkel genau eingehalten wira;
für andere Banknoten kann der günstigste Streuwinkel einen anderen Wert haben.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise
erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 in vergrößertem Maßstab die Vernältnisse beim Anstrahlen
eines Dokumentes (Banknote), Fig. 2 den Strahlengang, E'ig. 3 schematisch die sich
beim Anstrahlen eines Dokumentes (Banknote) ergebenden Verhältnisse schematisch,
Fig. 4 schematisch die qualitative Lichtverteilung beim Anstrahlen einer Banknote,
von weißem una von matt-scnwarzem Papier, Fig. 5 schematisch eine Meßanordnung zur
Prüfung von Dokumenten (banknoten) nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, und Fig.
6 ein Blockschaltbild der Prüfanordnung.
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Aus Fig. 1 sind die nicntverhältnisse ersichtlich, wie sie sich bei
Prüfung eines Dokumentes (Banknote) 9 aus Papier o.dgl. transluzentem Material einstellen.
Das Dokument 9 befindet sich hierbei oberhalb einer Wand 12 und sei beidseits mit
vom Druckbild herrührenden Farbschichten 10 versehen. In Gebrauch gestandene Banknoten
sind darüber hinaus beidseitig mit einer Schmutzschicht 11 versehen.
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Es sei angenommen, daß aie Lichtquelle L senkrecht auf das Dokument
9 monochromatiscnes, insbes. rotes (635 nm) Licht konstantgehaltener iielligkeit
aussendet. Durch Anwendung von monochromatischem nicht wird der Meßeffekt im Vergleich
zu gewöhnlichem Licht verbessert.
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bs ist jedoch nicht unbedingt erforderlich, monocnromatisches Licht
anzuwenden. Wie Fig. 3 schematisch erkennen läßt, wird das Licht im wesentlichen
in drei zomponenten zerlegt, aeren Größe und räumliche Verteilung verschieden stark
von der beschaffenheit des Dokumentes abhängen. Die erste Komponente wird hierbei
von dem Anteil gebildet, welcher durch gerichtete Reflexion von der Oberfläche zurückgeworfen
wird und wieaer in die Lichtquelle L gelangt. Für die Messung selbst ist dieser
in Fig. 3 durch den Pfeil P1 gekennzeichnete Anteil nur indirekt von Bedeutung.
Die zweite Komponente bildet der in Fig. 3 durch den Pfeil: P2 bezeichnete und durch
Absorption im Dokument 9 geschwächt auf der Rückseite des Dokumentes austretende
Anteil. Dieser Anteil (P2) kann zur Steuerung des Meßvorganges, zur Längenmessung
und zur groben Beurteilung der Papierqualität und des Druckbildes ausgenützt werden.
Dieser Anteil wird von einem Meßfühler (Detektor) D2 erfaßt. Die dritte Komponente,
in Fig. 3 durch den Pfeil P3 bezeichnet, ist das Streulicht, das in den gesamten
Raumwinkel geworfen wird und von dem einen Teil zur genauen Beurteilung des Dokumentes
9 verwendet wird. Zur Erfassung des Streulichtes ist ein Meßfühler D1 vorgesehen,
der unter einem Winkel von 450 zum Primärstrahl angeordnet ist. Aus Fig. 1 sind
die im Streulicht (P3) vorhandenen Strahlen näher bezeichnet, u.zw. wie folgt:
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Streuung durch die der Lichtquelle L zugewandte Schmutz schicht 11, 2 Streuung durch
die er nicatquelle L zugewandten Farbschichten 10, 3 Streuung durch die aer Lichtquelle
L zugewandte Struktur der Materialoberfläche des Dokumentes 9, 4 Streuung durch
die Masse des Materials, aus dem das Dokument 9 bestent, 5 Streuung aurcn die dem
Meßfühler D2 für die Transmission zugewandte Struktur der Materialoberfläche des
Dokumentes 9, 6 Streuung durch die c;em Meßfühler D2 zugewandten Farbschichten 10,
7 Streuung durch die dem Meßfühler D2 zugewandte Schmutz schicht 11, und 8 Rückstreuung
von der der Lichtquelle L gegenüberliegenden Unterlage 12.
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Zur Ausrichtung der Strahlenbüncel sind, wie Fig. 2 mehr im Detail
erkennen läßt, Blenden 13 und (nicht daryestellte) optische Linsen vorgesehen, die
in den jeweiligen Meßfühlern D1 und D2 eingebaut, jedoch auch getrennt davon vorgesehen
sein können.
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Aus den Fig. 4A bis 4D ist die qualitative Lichtverteilung ersichtlich.
Die Länge der Pfeile P1, P2 und P3
bezeichnen hierbei jeweils den
Anteil der Reflexion, den Anteil der Transmission und den Anteil der Streuung, u.zw.
in den Fig. 4A und 4B jeweils für eine helle und eine dunkle Stelle eines Dokumentes
9, Fig. 4C für weißes Papier und Fig. 4D für mattschwarzes Papier.
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Gemäß Fig. 5 sind für den Transport des Dokumentes 9 Transportbänder
13, 14, 15 vorgesehen. Zur Seitenführung ist eine Führungsfläche 16 vorgesehen,
an welcher das Dokument 9 mit einer seiner Seitenkanten entlang geführt wird. Es
wird angenommen, daß die Meßpunkte, die für den Ist-Sollwertvergleich herangezogen
werden, alle auf einer Geraden (Meßspur) 17 liegen. hierdurch kann mit einem Meßkopf
18 das Auslangen gefunden werden. Es sei angenommen, daß mit drei Meßpunkten I,
II, III für die Echtheitskontrolle aas Auslangen gefunden werden kann. Im Zuge der
Bewegung des Dokumentes 9 mittels der Transportbänder 13, 14, 15 in Richtung des
Pfeiles P4 gelangen die Meßpunkte III, II, I nacheinander unter den Meßkopf 18,
wo das an diesen Meßpunkten auftretende Streulicht, gegebenenfalls auch das Transmissionslicht
erfaßt und der Auswertung zugeführt werden können.
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Selbstverständlich ist es auch möglich, die Messung in mehreren Meßspuren
und an mehr als drei Punkten, gegebenenfalls auch kontinuierlich durchzuführen.
Die Länge des Scheines kann als zusätziiches Kriterium für die Echtheit ebenfalls
noch erfaßt werden.
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Für das in Fig. 6 wiedergegebene Blockschaltbild ist angenommen, daß
bei dem Prüfverfahren zusätzlich zur Streulichtmessung auch noch die an den ausgewählten
Meßstellen
I, II una III auftretende Transmission für uen Ist-Sollvergleich nerangezo<Jen
wird, ebenso wie Vorkehrungen zur Prüfung der Länge des Dokumentes getroffen sind.
In Fig. 6 ist mit ZG ein Zeitgeber bezeichnet, der Impulse konstanter Frequenz liefert.
Alternativ hierzu kann die Frequenz von Transportmechanismus abgeleitet werden.
Zur Prüfung der Länge eines Dokumentes werden diese Impulse in einen Zähler ZÄ eingezählt,
u.zw.
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solange, als das Tor G durch ein vom Meßfühler D2 für die Transmission
komr'endes Signal offengehalten wird.
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Die eingezählte Impulszaiil ist proportional der Länge des Dok-lr;lentes,
wenn das Dokument entweder mit konstanter Geschwindigkeit durcn aen optischen Meßkopf
transportiert wird, oder eine Kopplung zwischen dem Zeitgeber ZG und dem Transportmechanismus
gegeben ist. Der gemessene Wert wiru mit der gespeicherten Soll-Länge in einem Digitalkomparator
DCO verglichen. Der Digitalkomparator DC0 gibt an ein Ut4D-Gliea 20 ein Signal,
wenn die IST-Länge des Dokumentes mit der Soll-Länge übereinstimmt bzw. die Abweicnung
von der Sollänge innerhalb einer als zulässig erkannten Toleranz liegt.
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Die 'lransmission und das Streulicht werden von den Meßfühlern D2
und D1 gemessen, die beispielsweise als Fotodiode oder -transistor ausgebildet sein
können.
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Von den Meßfühlern D2 und D1 wird das der jeweiligen Intensität entsprechende
Signal Verstärkern V2, V1 zugeleitet, die mit Sample & Bold-Moduln SH verbunden
sind, die mit Komparatoren C verbunden sind, deren Ausgänge an das UND-Gliea 20
angeschlossen sind. Das UND-Glied gibt an seinem Ausgang L/F ein Signal, das der
Bntscheidung "echt" bzw. "falsch" entspricht.
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Die Messung läuft wie folgt ab: Sobald unter dem Meßkopf 18 der vordere
Rand eines zu prüfenden Dokumentes 9 erscheint, wird die Ablaufsteuerung A in Tätigkeit
gesetzt (z.B. vom Transmissionsmeßfühler D2). Die Ablaufsteuerung ist mit den Steuereingängen
der Moduln Sji verbunden und löst zu einstellbaren, z.B. drei Zeitpunkten (entsprechend
der Anzahl der Meßpunkte) jeweils den der betreffenden Meßstelle zugeordneten Modul
Satt, wodurch die Meßwerte, die zu dem Auslösezeitpunkt des nloduls Sll an den Meßfühlern
D1, D2 erfaßt wurden, in den zugehörigen Komparator C gelangen, wo sie mit dem Sollwert
verglichen werden. Nur wenn der Istwert innernalb der Toleranz (des Fensters) liegt,
wird ein Signal an das UND-Glied 20 abgegeben.
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