DE60217042T2

DE60217042T2 - Verfahren zur Analyse der sichtbaren Trübheit von Sicherheitspapier und Gerät zu dessen Durchführung

Info

Publication number: DE60217042T2
Application number: DE60217042T
Authority: DE
Inventors: Miguel Merchán Palacios; Rafael Davó Ferro; Javier Gamo Aranda
Original assignee: Fabrica Nacional de Moneda y Timbre
Current assignee: Fabrica Nacional de Moneda y Timbre
Priority date: 2001-09-21
Filing date: 2002-09-23
Publication date: 2007-07-12
Anticipated expiration: 2022-09-24
Also published as: EP1298598A2; EP1298598B1; ES2184646A1; EP1298598A3; DK1298598T3; DE60217042D1; ATE349744T1; ES2278892T3; ES2184646B1; PT1298598E; CY1106030T1

Description

Gegenstand der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Verfahren zum Analysieren des sichtbaren Erscheinungsbildes von Sicherheitspapier, wie beispielsweise Papier für Währungen, nach der Herstellung und vor dem Bedrucken, wobei es sich um ein Erscheinungsbild handelt, das einem bewölkten Himmel sehr ähnlich ist, weshalb diese sichtbare Eigenschaft international zutreffend als "Trübheit" bezeichnet wird, und dieser Begriff in der gesamten vorliegenden Beschreibung verwendet wird.
Die Messung dieser sichtbaren Eigenschaft ist von höchster Wichtigkeit, da die Trübheit des Substrats verschiedene Eigenschaften des fertigen Dokuments verändert.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Hintergrund der Erfindung
Es sind zahlreiche verschiedene Lösungen bekannt, um die Lichtdurchlässigkeit eines Dokuments zur Bestimmung der Trübheit oder des sichtbaren Erscheinungsbildes einer Papierprobe zu messen oder zu bestimmen, oder um diese auf eine andere Art zu charakterisieren. In dieser Hinsicht seien unter anderen diejenigen erwähnt, die in den Patenten US P/N 4 630 845 "AUTHENTICATION DOCUMENT SYSTEM" und EP 0268450 "METHOD AND SYSTEM OF AUTHENTICATION" zu finden sind, welche Systeme zur Echtheitsprüfung von Dokumenten basierend auf der Lichtdurchlässigkeit eines Dokuments beschreiben. In diesen Patenten wird die Lichtdurchlässigkeit jedoch nur in ei nem bestimmten Bereich eines Dokuments gemessen, um es auf diese Weise zu charakterisieren und zu authentifizieren, wobei die Informationen in einer sichtbaren magnetischen Markierung aufgezeichnet werden, welche das Dokument selbst aufweist, und in welcher die Informationen gespeichert sind, die später mit einem bestimmten Master verglichen werden.
Beschreibung der Erfindung
Das durch die Erfindung offenbarte Verfahren ermöglicht das Analysieren des sichtbaren Erscheinungsbildes des Papiers, das heißt der Trübheit, nach dem Herstellen und vor dem Bedrucken, um irgendeine Bewertung in dieser Hinsicht zu erreichen.
Zu diesem Zweck sind im einzelnen die folgenden Verfahrensschritte in diesem Verfahren definiert:

– das Papier wird zwischen einem Lichtemitter und einem Empfänger hindurchgeführt, die einander in geeigneter Weise gegenüberliegen, wobei die Arbeitsfrequenz dieser Elemente dem Nahinfrarotbereich entspricht, das heißt, eine Wellenlänge zwischen 870 und 980 Nanometer aufweist;
– die Ungleichmäßigkeit des Papiers erzeugt eine Modulation des einfallenden Lichtstrahls und die Variationen der Modulation werden in Spannungsschwankungen umgewandelt, die, nachdem sie verstärkt und gefiltert wurden, an eine Datenerfassungskarte weitergeleitet werden;
– das von der Datenerfassungskarte erfasste Signal wird in einem Computer mittels speziell für diesen Zweck entwickelten Software verarbeitet.

Die Vorrichtung zur Durchführung des genannten Verfahrens besteht aus einer elektromechanischen Erfassungseinheit und einem Steuercomputer, der ein ausschließlich für diesen Zweck entwickeltes Softwareprogramm ausführt. Die elektromechanische Erfassungseinheit weist ein Gehäuse, durch welches das Papier mittels eines Zugmotors geführt wird, Photozellen zur Erkennung der Position des Papiers während des Durchlaufs, und Führungen zum korrekten Zentrieren und Verschieben desselben auf. Ferner weist diese elektromechanische Einheit die entsprechenden Einstellsysteme, sowohl für die Geschwindigkeit des Zugmotors, als auch für die Empfindlichkeit des Emitter-Empfänger-Paares auf.
Die Einstelleinheit dient der Steuerung der Geschwindigkeit des genannten Papierzugmotors sowie der Einstellung der Symmetrie und der Empfindlichkeitspegel des Paares aus Emitter und Empfänger.
Die Verarbeitungseinheit wandelt das von dem Detektor der Erfassungseinheit kommende analoge Spannungssignal mittels der mit dem Computer verbundenen entsprechenden Erfassungskarte in ein digitales Signal um.
Beschreibung der Zeichnungen
Um die Beschreibung zu vervollständigen und mit dem Ziel eines besseren Verständnis der Merkmale der Erfindung, gemäß einem bevorzugten praktischen Ausführungsbeispiel derselben, ist der Beschreibung als integraler Bestandteil derselben zu Illustrationszwecken und nicht einschränkend ein Satz Zeichnungen beigefügt, wobei die Zeichnungen zeigen:
1 – eine photographische Darstellung von Banknotenpapier, bei dem die Trübheit oder das sichtbare Erscheinungsbild bewertet wird.
2 – ein Blockdiagramm, das der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Analysieren der Trübheit entspricht.
3 – eine perspektivische Darstellung der Gruppe von Elementen, welche dem Diagramm der vorhergehenden Figur entspricht, mit Ausnahme des Computers.
4 – eine schematische perspektivische Darstellung der Erfassungseinheit, die Teil der Gruppe in den 2 und 3 ist.
Bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung
Vor dem Hintergrund der zuvor angegebenen Figuren kann beschrieben werden, wie zum Analysieren der Trübheit des in der 1 dargestellten Papiers (1) eine Erfassungseinheit (2), eine Steuer- und Einstelleinheit (3) und eine Verarbeitungs- und Anzeigeeinheit (4) verwendet werden, wobei die letztere als Kombination aus einer Datenerfassungskarte und einem Computer ausgebildet ist. Die Erfassungseinheit (2) ist als elektromechanisches Element ausgebildet, das ein Gehäuse umfasst, welches eine obere Plattform (5) bildet, über welche das zu analysierende Papier (1) von einem Eingang (6) bis zu einem Ausgang (7) laufen muss, wobei auf der Plattform eine Führung (8) für das korrekte Positionieren und Bewegen des Papiers vorgesehen ist.
Eine Eingangs-Photozelle (9) erkennt das Vorhandensein des Papiers auf der Erfassungseinheit (2) und setzt in Zusammenwirken mit einem Potentiometer (11) einen Zugmotor (10) in Betrieb, während Ausgangs-Photozellen (9') die Bewegung des Motors (10) unterbrechen.
Im Mittelbereich der Plattform (1) befindet sich eine Emitter-Empfänger-Anordnung (12), die beispielsweise als Licht emittierende Diode (LED) ausgebildet ist, wobei sowohl der Emitter, als auch der Empfänger eine dem Nahinfrarotbereich entsprechende Arbeitsfrequenz aufweisen, das heißt, eine Wellenlänge zwischen 870 und 980 Nanometer, wobei der Emissionspeak bei 930 Nanometer liegt.
Der von dem Emitter kommende Lichtstrahl durchquert das Papier und wird von dem Detektor aufgenommen, wobei infolge der Ungleichmäßigkeit der Dicke des Papiers der auf den Detektor auftreffende Lichtstrahl moduliert wird, wodurch die Eigenschaften der Trübheit bestimmt werden.
Das genannte Gehäuse weist einen Anschluss (14) auf, durch den die Erfassungseinheit (2) mit der Steuer- und Einstelleinheit (3) verbunden ist, welche mittels einer Reihe von Reglern (15) der Steuerung der Geschwindigkeit des Zugmotors (10) des Papiers sowie der Einstellung der Symmetrie und der Empfindlichkeitspegel des Emitter-Empfänger-Paares dient. Diese Einheit weist ferner einen elektronischen Filter auf, welcher das geeignete Signal an den Steuercomputer (4) zur späteren Verarbeitung und Anzeige anlegt.
Die Verarbeitungseinheit (4) empfängt das von dem Detektor der Erfassungseinheit (2) kommende analoge Spannungssignal, wandelt es mittels der entsprechenden Erfassungskate in ein digitales Signal um, und, sobald es in dem Speicher gespeichert ist, führt der Computer die notwendige Verarbeitung durch, um die Parameter zu extrahieren, welche die Trübheit der Papierprobe (1) kennzeichnen. Diese Analysestufe ist der grundlegende Teil des Verfahrens, aus dem die Parameter abgeleitet werden, welche die Trübheit quantitativ kennzeichnen. Die ausgewerteten Parameter betreffen das digitalisierte Signal sowohl in der räumlichen Domäne, als auch in der Transformationsdomäne (Frequenz). Die Analyse umfasst die statistische Signalverarbeitung in beiden Domänen.
Unter Betriebsgesichtspunkten erfordert die Vorrichtung eine Vorabeinstellung unter Verwendung des Potentiometers (11), insbesondere eine Einstellung des Motors (10), bis eine konstante Geschwindigkeit erreicht ist, und nach dem Erreichen der Einstellung des Motors wird die Opazität auf den Mittelwert in dem möglichen dynamischen Bereich eingestellt. Hierzu wird das Symmetriesteuerpotentiometer der Steuereinheit (3) derart eingestellt, dass der Ausgangsspannungspegel des Sensors in die Mitte der vertikalen Skala fällt.
Nach der Zentrierung der Opazität wird die Papierprobe erneut durch die Vorrichtung bewegt, wobei das Opazitätssignal über die gesamte Länge des Papiers erfasst und anschließend verarbeitet wird.

Claims

Verfahren zum Analysieren der sichtbaren Trübheit von Sicherheitspapier, dessen Zweck es ist, Informationen bezüglich der Gleichmäßigkeit des Papiers in bezug auf den Grad der Opazität oder Trübheit zu extrahieren, bei dem die folgenden Operationsphasen vorgesehen sind: – das zu analysierende Papier wird zwischen einem Emitter und einem Detektor hindurchgeleitet, die einander in geeigneter Weise gegenüber liegen; – die Ungleichmäßigkeit des Papiers erzeugt eine Modulation in dem einfallenden Lichtstrahl und die Veränderungen der Modulation werden in Spannungsänderungen umgewandelt, welche verstärkt, gefiltert und an eine Datenerfassungskarte übertragen werden; – die in der Datenerfassungskarte gespeicherten Signale werden in einem Computer durch spezifische Software verarbeitet, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsfrequenz, mit welcher die Emitter- und Empfängerelemente arbeiten, bei einer Wellenlänge zwischen 870 und 980 Nanometer im Nahinfrarotbereich liegen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Emissionspeak bei 930 Nanometer liegt.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Erfassungseinheit (2), eine Steuer- und Einstelleinheit (3) und eine Verarbeitungs- und Anzeigeeinheit (4) umfasst, welche die genannte Erfassungskarte und einen Computer aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromechanische Erfassungseinheit (2) ein Gehäuse aufweist, bei dem eine obere Plattform (5) zum Bewegen des zu analysierenden Papiers (1) von einem Eingang (6) zu einem Ausgang (7) vorgesehen ist, wobei die Plattform (5) durch eine Führung (8) zum Positionieren des Papiers unterstützt ist, an welcher ein durch ein faseroptisches Mittel (13) unterstützter Emitter/Empfänger (12) angebracht ist, wobei die Einheit ferner einen Traktionsmotor (10) für das Papier aufweist, der von einer Eingangsphotozelle (9) und wenigstens einer Ausgangsphotozelle (9') und durch die Steuer- und Einstelleinheit (3) gesteuert ist, wobei zu diesem Zweck ein Verbinder (14) zum Verbinden der Erfassungseinheit (2) und der Steuer- und Einstelleinheit (3) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstelleinheit (3), welche der Steuerung der Geschwindigkeit des Traktionsmotors (10) für das Papier sowie der Einstellung der Symmetrie und der Empfindlichkeitspegel der Emitter/Empfänger-Kombination (12) dient, einen elektronischen Filter aufweist, der ein Messsignal an den Computer der Verarbeitungseinheit (4) zur anschließenden Verarbeitung und Anzeige desselben liefert.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinheit (4) ein analoges Spannungssignal von dem Detektor (12) der Erfassungseinheit empfängt und dieses mittels der Erfassungskarte in digitale Form umwandelt, in einem Speicher speichert und der Computer die erforderliche Verarbeitung durchführt, um die Parameter zu extrahieren, welche die Trübheit der Papierprobe (1) kennzeichnen.