DE3139365C2 - Verfahren zur Überprüfung des Randbereichs von Banknoten und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überprüfung des Randbereichs von Banknoten, wobei diese während ihres Transports durch eine Prüfvorrichtung im Randbereich durch eine quer zur Transporteinrichtung angeordnete Fotodiodenzeile abgetastet werden und mit Hilfe einer Auswahlschaltung jeweils eine dem Randbereich zugeordnete Foto­ diode zur eigentlichen Prüfung verwendet wird.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Im allgemeinen wird der Abnutzungsgrad einer Banknote über optische Meßverfahren bestimmt. So beschreibt beispielsweise die DE-OS 29 47 958 ein Verfahren, bei welchem ein Streifensensor aus 64 Fotodioden verwendet wird, der über die Breite der Banknote hinaus geht, um die Banknote auch im Fall eines Versatzes über die gesamte Breite abtasten zu können. Abhängig von der Lage der Banknotenkante werden jeweils 60 der 64 gleichzeitig aufgenommenen Meßwerte sequentiell im Multiplexer- Betrieb an die Auswerteeinheit weitergeleitet. Die Aus­ wahl der in Frage kommenden Meßdioden geschieht also dynamisch, d. h. daß während des Banknotendurchlaufs auf jede Lageabweichung sofort reagiert wird. Am Ausgang der Prüfvorrichtung ergibt sich damit ein kontinuierlicher Signalzug, der im Idealfall zu der Helligkeitsverteilung der Banknote proportional ist.

Da dieses Verfahren schaltungstechnisch sehr aufwendig ist und nur für bestimmte Banknotenformate verwendet werden kann, wurde bereits vorgeschlagen, die Banknoten lediglich im Bereich des unbedruckten Randes zu prüfen.

Dies hat den Vorteil, daß hier neben der Verschmutzung noch weitere für eine Banknote typische Abnutzungs­ erscheinungen, wie Bruchstellen oder Einrisse, erfaßbar sind. Da verhältnismäßig viele Banknoten einen unbe­ druckten Rand aufweisen, kann die Prüfvorrichtung außer­ dem in gewissen Grenzen auch für Banknoten unterschied­ licher Währung eingesetzt werden.

Demgegenüber steht der Nachteil, daß die Banknote mit vertretbarem Aufwand nicht so exakt geführt bzw. trans­ portiert werden kann, daß eine starr positionierte Foto­ diode stets durch den unbedruckten Rand abgedeckt ist. Daher wurde bereits vorgeschlagen (US-PS 3.718.823), mehrere in Transportrichtung übereinander angeordnete Fotodioden im Bereich des Banknotenrandes anzuordnen und beispielsweise abhängig von der jeweiligen Lage der Banknotenkante relativ zu den Fotodioden jeweils eine Diode zur Prüfung auszuwählen, die einem bestimmten Rand­ bereich zugeordnet ist.

Verschiebt sich die Banknotenkante relativ zur Foto­ diodenzeile, wird die Änderung des betreffenden mit der Kante korrespondierenden Fotodiodensignals in einer Auswahlschaltung dazu genutzt, jeweils die Meßdiode zur Prüfung auszuwählen, die den vorbestimmten Randbereich erfaßt. Je nach Schräglauf der Banknote wird der Auswahl­ vorgang entsprechend oft wiederholt. Die Auswahl der in Frage kommenden Meßdioden geschieht hier also ebenfalls dynamisch.

Dieses Auswahlverfahren hat vor allem bei Banknoten geringer Fläche den Vorteil, daß die Prüfspur entlang des Banknotenrandes in ihrer gesamten Länge unein­ geschränkt ausgewertet werden kann, wodurch sich im Verhältnis zur Gesamtfläche der Note eine repräsentative Prüffläche ergibt. Alle aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren sind jedoch systembedingt mit einem Nachteil verbunden, der das jeweilige Verfahren für eine Bestimmung des Abnutzungsgrades von Banknoten praktisch unbrauchbar macht. Dies gilt vor allem für die in diesem Zusammenhang gewünschte hohe Reproduzierbarkeit des Prüfergebnisses, die dann gegeben ist, wenn die Prüfvor­ richtung bei gleich abgenutzten Banknoten größtenteils das gleiche Ergebnis liefert, unabhängig davon, ob ein und dieselbe Banknote einer Mehrfachprüfung unterzogen oder ob eine Vielzahl von annähernd gleich abgenutzten Banknoten untersucht wird. Die genannten Prüfvorrich­ tungen können gerade diese Forderung nicht erfüllen.

Aufgrund des kontinuierlich ablaufenden Auswahlver­ fahrens der Meßdiode bzw. Meßdioden wird während des Banknotendurchlaufs abhängig vom Schräglauf mehr oder weniger häufig die Meßdiode gewechselt. Da die Wechsel parallel zur Prüfung durchgeführt werden und die elek­ tronischen Werte der Dioden voneinander abweichen, erge­ ben sich Signalsprünge im Meßsignal, die fälschlicher­ weise als durch Schmutz verursachte Helligkeitssprünge gewertet werden. Die Häufigkeit der Wechsel der Meßdiode ist vom Schräglauf der Note abhängig, so daß bei gleich abgenutzten Noten, die mit unterschiedlicher Schräge die Prüfvorrichtung durchlaufen, unterschiedliche Meßergeb­ nisse zu erwarten sind. Grundsätzlich sind zwar die Toleranzen in den elektrischen Werten der Dioden elimi­ nierbar. Das ist aber mit hohem Aufwand in der Schal­ tungstechnik und der Kalibrierung verbunden, wobei die zeitaufwendige Kalibrierung aufgrund der unterschied­ lichen Alterung der Dioden in regelmäßigen Abständen neu vorzunehmen ist.

Ein weiterer Nachteil des dynamischen Auswahlverfahrens besteht darin, daß Einrisse am Banknotenrand "umfahren" werden, da die entsprechende Fotodiode die Begrenzung des Einrisses als Banknotenrand interpretiert. Kleinere Einrisse werden dabei innerhalb des unbedruckten Randes umfahren und gehen nicht in das Meßergebnis ein.

Ausgehend von den Nachteilen des Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Prüf­ verfahren zur Bestimmung des Abnutzungsgrades von Bank­ noten vorzuschlagen, das die Nachteile der bekannten Verfahren vermeidet bzw. das Ergebnisse liefert, die trotz unterschiedlichen Schräglaufs der Banknoten in hohem Maße reproduzierbar sind. Ferner soll eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Prüfvorrichtung vorgeschlagen werden.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in den kenn­ zeichnenden Teilen der Ansprüche 1 und 6 angegebenen Merkmale gelöst.

Die Auswahl der jeweiligen Meßdiode und die Prüfung der Banknote werden in festgelegten Bereichen unabhängig voneinander durchgeführt, d. h. daß die Auswahlschaltung während der Prüfung funktionslos gemacht wird, so daß kein störender Wechsel der Meßdiode während der Prüfung stattfindet.

Vorteilhaft werden die Auswahlabschnitte gegenüber den Prüfabschnitten sehr kurz gewählt und entlang des Bank­ notenrandes derart verteilt, daß sie nicht mit den Hauptknickstellen der Banknote, wo Einrisse in der Regel vorzufinden sind, zusammenfallen.

Einrisse liegen daher im Bereich der Prüfabschnitte und werden im Gegensatz zu dem Verfahren des Standes der Technik in die Zustandsbewertung mit einbezogen.

Da die Auswahl der Meßdiode innerhalb sehr kurzer Bereiche vorgenommen wird, bleibt annähernd der gesamte Bereich der Banknote für die Prüfung erhalten.

Aufgrund der Aufteilung des Banknotenrandes in einzelne Prüfabschnitte ist es schließlich auf einfache Weise möglich, eine Einzelbewertung der Prüfabschnitte vorzu­ nehmen, wodurch die Identifizierung partieller Unregel­ mäßigkeiten (wie beispielsweise Einrisse) am Banknoten­ rand möglich wird.

Für die Gesamtbeurteilung der Banknoten kann nach deren Durchlauf durch die Prüfvorrichtung der Mittelwert gebildet und mit einem entsprechenden Sollwert ver­ glichen werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung anhand der beigefügten Figuren beschrieben.

Darin zeigen:

Fig. 1 eine Banknote, deren Rand in Prüf- und Auswahl­ abschnitte unterteilt ist,

Fig. 2 eine schräglaufende Banknote, deren Rand in Prüf- und Auswahlabschnitte unterteilt ist,

Fig. 3 die detaillierte Aufgliederung eines Meßzyklus entlang des Banknotenrandes und

Fig. 4 eine Schaltungsanordnung zur Diodenauswahl.

Fig. 1 zeigt in einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung die Aufteilung eines Banknotenrandes 2 in Dioden­ auswahl- und Prüfabschnitte. Die Lage der gegenüber den Prüfabschnitten 3 sehr kurzen Auswahlabschnitte 4 ist durch Pfeile markiert. Die Prüfabschnitte 3 sind in ihrer Lage so gewählt, daß sie mit den Hauptknickstellen (markiert durch die Linien 5) der Banknote 1, die in der Regel am stärksten verschmutzt und zum Teil auch mit Einrissen versehen sind, zusammenfallen und somit einer Bewertung zur Verfügung stehen.

Lage und Anzahl der Prüfabschnitte 3 werden außerdem so ge­ wählt, daß gegebenenfalls vorhandene Eselsohren, angedeutet durch die strichlierten Linien 6, keinen Einfluß auf die Prüfung nehmen können.

Fig. 1 zeigt den Normallauf einer Banknote 1 entlang einer angedeuteten Transportebene 7 in Richtung des Pfeils 8. Bei einem Normallauf wird in den Auswahlabschnitten 4 jeweils die zuvor zur Prüfung herangezogene Fotodiode einer Foto­ diodenzeile 30 auch für den nachfolgenden Prüfabschnitt heran­ gezogen.

Zur Demonstration der Hochlaufnachführung zeigt Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt des unteren Banknotenrandes 2 zu­ sammen mit der Fotodiodenzeile 30 die als Signalaufnehmer einer Prüfvorrichtung senkrecht zur Transportebene der Note 1 eine Vielzahl übereinander angeordneter Fotodioden aufweist. Entsprechend der Lage der Unterkante der Banknote relativ zur stationären Diodenzeile 30 wird innerhalb eines Auswahl­ abschnittes 4 eine Fotodiode gewählt, die mit Sicherheit während der Dauer des sich anschließenden Prüfabschnittes 3 durch den Rand 2 der Note abgedeckt bleibt. Da die jeweils ausgewählte Diode während eines Prüfabschnittes 3, wie oben erläutert, nicht gewechselt wird muß die Länge eines Prüfab­ schnittes auf den maximal zu erwartenden Hochlauf der Note abgestimmt werden.

Auswahlabschnitt 4 und Prüfabschnitt 3 (in den Fig. 1 und 2 nicht gezeigt) bilden jeweils einen Meßzyklus 14, dessen detaillierte Aufgliederung in der Fig. 3 beispielhaft darge­ stellt ist.

Die Banknote bewege sich an der Diodenzeile 30 vorbei in Rich­ tung des Pfeils 8 auf einer durch die Linie 7 angedeuteten Laufebene. Die Bewegung der Banknote 1 ist über das Transport­ system direkt mit einem Maschinentakt (MAT) gekoppelt, so daß die Dauer einer MAT-Periode einer definierten Längeneinheit (Transportweg) auf der Banknote entspricht, unabhängig da­ von, mit welcher Geschwindigkeit sich die Banknote bewegt. Aufgrund dieser Kopplung ist es möglich, abhängig von der Zahl der nach Einlauf der Banknotenvorderkante in die Prüf­ vorrichtung auf summierten MAT-Perioden, die Abschnitte 4 und 3 der Meßzyklen 14 an beliebigen Positionen am Banknotenrand einzuleiten.

Sobald die Banknotenvorderkante die Diodenzeile 30 zum Zeit­ punkt t₀ erreicht, beginnt das Aufsummieren der MAT-Perioden und gleichzeitig damit ein Verzögerungsabschnitt (V) bis zum Zeitpunkt t₁, während dessen keine Meßsignalauswertung statt­ findet, um z. B. den Einfluß von Eselsohren zu eliminieren.

Mit dem Ende des Verzögerungsabschnittes (V) zum Zeitpunkt t₁ wird der erste Meßzyklus eingeleitet. Bis zum Zeitpunkt t₂ erstreckt sich dann der erste Diodenauswahlabschnitt 4 (DA), indem die für den nachfolgenden Prüfabschnitt 3 in Frage kom­ mende Fotodiode z. B. die Diode 30 a ausgewählt wird. Vom Zeit­ punkt t₂ bis zum Zeitpunkt t₃ erstreckt sich der Prüfabschnitt 3. Zum Zeitpunkt t₄ beginnt der zweite Meßzyklus mit der Aus­ wahl der nun relevanten Fotodiode.

Das in einer Auswerteeinheit gewonnene Prüfergebnis eines Ab­ schnitts kann durch Vergleich mit einem vorgegebenen Sollwert einer Einzelbewertung unterzogen und/oder über einen Zwischen­ speicher nach Durchlauf aller Meßzyklen zur Gesamtbeurteilung der Note genutzt werden. Während die Beurteilung von Teiler­ gebnissen die Isolierung örtlich vorhandener Abnormitäten ge­ stattet, bildet die Gesamtbeurteilung ein Maß für den Gesamt­ eindruck, den eine Banknote hinsichtlich ihres Zustandes lie­ fert.

In dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel wurden entsprechend der Geometrie und anderer physischer Eigenschaften der Note (Knickstellen, Eselsohren) 5 Meßzyklen gewählt. Die Aus­ wahl der Meßdiode kann innerhalb einer MAT-Periode, was beispw. einem Transportweg von 1 mm entspricht, durchgeführt werden.

Es ist aber auch möglich, den Auswahlabschnitt so kurz zu wählen, (z. B. 1/10 MAT, bzw. 1/10 mm), daß er kleiner bzw. erheblich kleiner als die durch das Abtastsystem vor­ gegebene Meßfläche wird. Damit geht durch die Auswahlzeit prak­ tisch keine Information für die Prüfvorrichtung verloren. Trotz dieser quasikontinuierlichen Abtastung werden aber die eingangs erwähnten Nachteile des aus der US-PS 3.718.823 bekannten Verfahrens vermieden.

Nachfolgend wird die Funktionsweise der Diodenauswahl anhand der Fig. 4 ausführlich beschrieben.

Der Randbereich 2 der Banknote 1 wird von beidseitig eines Meßkopfes 10 angeordneten Beleuchtungsquellen 26 angestrahlt. Das von der bestrahlten Fläche remittierte Licht gelangt auf den Meßkopf 10, der neben einer geeigneten Abbildungsoptik (in den Fig. nicht gezeigt) auch die Diodenzeile 30 enthält. Die Signalleitungen der einzelnen Fotodioden führen parallel auf eine Auswahlschaltung, in der abhängig von den Signalpe­ geln der einzelnen Dioden diejenige ausgewählt wird, die ent­ lang des nachfolgenden Prüfabschnittes sicher durch den Rand 2 der Banknote abgedeckt ist. Das Signal der ausgewählten Foto­ diode gelangt zur Weiterverarbeitung auf eine Auswerteeinheit, wie sie beispw. in der DE-OS 27 52 412 beschrieben ist.

Die Auswahl der für einen Prüfabschnitt in Frage kommenden Fotodiode geschieht durch die Adressierung eines Multiple­ xers 35, auf den alle Signalleitungen 1-n der Diodenzeile 30 führen. Die eine bestimmte Diode repräsentierende Adresse, die jeweils für die Länge eines Prüfabschnittes konstant bleibt, wird aus dem Signalgehalt aller Fotodioden ermittelt.

Dazu führen alle Signalleitungen 1-n der Fotodioden zusätzlich auf einen Analogkomparator 36, der mit Hilfe eines Schwell­ wertes an seinem Ausgang auf jeder Signalleitung entweder den Pegel log. H oder den Pegel log. L erzeugt (log. L ent­ spreche 0-Pegel). Die Logik sei so definiert, daß eine Sig­ nalleitung dann einen log. L-Zustand aufweist, wenn die ent­ sprechende Diode nicht durch die Banknote abgedeckt ist. Die Digitalsignale des Analogkomparators 36 gelangen parallel auf einen sogenannten Priority-Encoder 37, der die Eingangs­ information in ein BCD-Signal umwandelt. Dabei wird nur die Signalleitung mit der höchsten Wertigkeit decodiert. Haben beispielsweise die Signalleitungen der Fotodioden 1-3 den log. L-Zustand, dann steht am Ausgang des Encoders 37 im BCD- Code eine Information, die im Dezimalsystem der Zahl 3 ent­ spricht. Damit ist diejenige Fotodiode ausgewählt, die gerade nicht mehr oder in nur ungenügendem Maße vom Rand der Banknote abgedeckt wird. Zur Auswahl einer Fotodiode, die sicher durch den Rand der Banknote abgedeckt wird, addiert man in einem Volladdierer 38 eine konstante Zahl, beispielsweise die Zahl 2 hinzu, so daß in diesem Fall die fünfte Diode, von der normalerweise eingenommenen Laufebene der Note aus gesehen, die Abtastung des BN-Randes übernimmt. Die im BCD-Code der Zahl 5 entsprechende Information wird auf den Eingang eines Zwischen­ speichers 39 geführt. Innerhalb eines jeden Diodenauswahlab­ schnittes (s. Fig. 3, die Abschnitte t₁-t₂, t₃-t₄ usw.) wird von einer geeigneten Steuereinheit ein Signal erzeugt, wel­ ches als Ladesignal an den Speicher 39 geführt, die Eingangs­ information an den Ausgang übergibt.

Damit steht die Information als Adresse für den Multiplexer 35 zur Verfügung und bleibt dort solange erhalten, bis der nächste Diodenauswahlimpuls erscheint. Entsprechend der Adresse schaltet der Multiplexer 35 die Signalleitung der in Frage kommenden Fotodiode auf die Auswerteeinheit.

Während also die Daten bis zum Eingang des Speichers 39 die jeweils aktuelle Lage des Banknotenrandes 2 relativ zur Dio­ denzeile 30 repräsentieren, stehen die Daten am Ausgang des Speichers statisch an und werden jeweils durch den Ladeim­ puls aktualisiert. Mit dem Erscheinen des Ladeimpulses dessen Länge die Auswahl- oder Umschaltzeit bestimmt, wird die Ver­ arbeitung des Meßsignals unterbrochen und so jegliche Rück­ wirkung auf die Meßsignalverarbeitung vermieden.

Claims (7)

1. Verfahren zur Überprüfung des Randbereiches von Banknoten, wobei diese während ihres Transports durch eine Prüfvorrichtung im Randbereich durch eine quer zur Transportrichtung angeordnete Fotodiodenzeile abgetastet werden und mit Hilfe einer Auswahlschaltung jeweils eine dem Randbereich zugeordnete Fotodiode zur eigentlichen Prüfung verwendet wird, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

• a) Festlegung einer Meßstrecke, ausgehend von der Vorderkante der Banknote,
• b) Aufteilung der Meßstrecke in mehrere Meßzyklen bestehend aus je einem Prüfabschnitt und einem dem Prüfabschnitt vorangehenden Auswahlab­ schnitt,
• c) Auswahl einer bestimmten, den Randbereich erfassenden einzelnen Diode während des Auswahlabschnittes und
• d) Auswertung nur des Ausgangssignals der so ausgewählten Diode während des dem Auswahlab­ schnitt folgenden Prüfabschnittes.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzei­ chnet, daß die Länge und Lage der Auswahl- und Prüfabschnitte durch einen mit der Geschwindigkeit des Transportsystems der Banknote gekoppelten Maschinentakt bestimmt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Länge bzw. Dauer der Auswahl gegenüber den Prüfabschnitten so kurz ist, daß die Prüfabschnitte quasi kontinuierlich aneinander anschließen.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfabschnitte einzeln mit den entsprechenden Grenzwerten verglichen werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelwert aller Prüfabschnitte gebildet und der Mittelwert mit einem entsprechenden Grenzwert verglichen wird.

6. Prüfvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit einer Beleuchtungs­ einheit zum Beleuchten des Randbereichs einer an der Vorrichtung vorbeitransportierten Banknote, einer quer zur Transportrichtung angeordneten Fotodiodenzeile und einer Auswahlschaltung, die in Abhängigkeit vom Schräglauf der Banknote eine den Randbereich der Banknote erfassende Fotodiode auswählt, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Auswahlschaltung (36, 37, 38) jeweils für diese ausschließlich den Randbereich erfassende Diode einen BCD-Wert ermittelt, daß ein Speicher (39) vorgesehen ist, der jeweils mit dem während eines Auswahlabschnitts ermittelten BCD-Wert geladen wird und von dem dieser Wert für die Dauer des jeweiligen Prüfabschnitts bereit gestellt wird und daß in Multiplexer (35) vorgesehen ist, der, abhängig von dem BCD-Wert, die Signalleitung der entsprechenden Diode zur Auswerteinheit (40) durchschaltet.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzei­ chnet, daß die Auswahlschaltung einen Analogkom­ parator (36) aufweist, an dem die Signale der Fotodioden parallel anliegen und der an seinem Ausgang abhängig von einem Schwellwert entweder den Wert log.H oder log.L erzeugt,
weiterhin einen Priority-Encoder (37), der den Signalwechsel von log.H auf log.L in einen BCD-Wert konvertiert und
einen Volladdierer (38), der zu dem BCD-Wert eine Konstante addiert und das Ergebnis an den Speicher (39) weiterleitet.