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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf Validatoren und Validierungsverfahren für Sicherheitsdokumente, insbesondere
für Sicherheitsdokumente
mit einem eingebetteten Sicherheitselement, das zumindest teilweise
durch eines oder mehrere Freilegefenster frei liegt. Bei den zu
untersuchenden Sicherheitsdokumenten kann es sich um Banknoten, Schecks
oder ähnliche
Dokumente mit monetärem Wert
handeln.
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Banknotenvalidatoren oder Fälschungsdetektoren
verschiedener Art sind bereits bekannt. Automatische Banknotenvalidatoren
werden in Maschinen benutzt, die Banknoten als ein Zahlungsmittel akzeptieren,
z. B. Verkaufsautomaten. Automatische Validatoren arbeiten mit relativ
hoch entwickelten Validierungsverfahren wie z. B. dem hochauflösenden Scannen
einer Banknote unter sichtbarem Licht, um ein gescanntes Abbild
zu erzeugen, das mit dem erwarteten Abbild einer gültigen bzw.
echten Banknote verglichen wird.
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Eine andere Art von Banknotenvalidator
wird z. B. eingesetzt, um die Fähigkeit
einer menschlichen Bedienperson bei der Erkennung von Fälschungen zu
verbessern. Eine relativ einfache und preiswerte derartige Vorrichtung
ist aus der internationalen Patentanmeldung WO94/16412 bekannt.
Die Vorrichtung misst die ultravioletten Fluoreszenz- und Reflexionseigenschaften
einer Banknote. Übermäßig hohe
Fluoreszenzwerte können
bei einer gefälschten Banknote
festgestellt werden, woraufhin der Validator den Bediener mit einem
optischen und/oder akustischen Signal auf die Ungültigkeit
der Banknote hinweist.
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Obwohl derartige Validatoren zur
Verwendung durch menschliche Bedienpersonen inzwischen allgemein
in Gebrauch sind, wäre
es wünschenswert,
einen weiteren Test zur Erkennung gefälschter Banknoten bereitzustellen.
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Banknoten weisen verschiedene Sicherheitselemente
auf, die so ausgelegt sind, dass sie sich nur sehr schwer reproduzieren
lassen und eine sofortige Möglichkeit
zur Erkennung einer echten Banknote mit dem bloßen menschlichen Auge darstellen.
Ein solches Element ist der Sicherheitsstreifen oder Sicherheitsfaden,
der in die Banknoten verschiedener Länder eingearbeitet ist. Der
Sicherheitsfaden, der im Allgemeinen aus einem metallisierten Kunststoffstreifen
besteht, ist so in eine Banknote eingebettet, dass der Faden zumindest
teilweise durch mehrere Fenster frei liegt, die in bestimmten Abständen in
dem Papiersubstrat vorgesehen sind. Folglich ist der Sicherheitsstreifen
bei Betrachtung der Banknote unter reflektiertem Licht (Auflicht)
an einer Reihe von Stellen zu sehen, die den Positionen der Fenster
in dem Papier entsprechen, und bei transmittiertem Licht (Durchlicht)
ist die gesamte Länge
des Sicherheitsfadens zu sehen. Auch wenn der Oberflächendruck
auf einer Banknote mit modernen Farbkopierverfahren relativ leicht
kopiert werden kann, bietet daher der Sicherheitsfaden eine weitere Schutzmaßnahme gegen
Fälschungen.
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Es ist bekannt, Validatoren vorzusehen,
die das Vorhandensein oder die Abwesenheit eines Sicherheitsfadens
in einer Banknote erkennen. Leider können Fälscher einen Sicherheitsfaden
jedoch mit verschiedenen raffinierten Methoden reproduzieren.
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Mit Sicherheitsfäden versehene Banknoten können auf
verschiedene Weise hergestellt werden. EP-A-0 059 056 beschreibt
ein Verfahren, bei dem eine Zylinderform benutzt wird. Ein Sicherheitsfaden wird
um den Zylinder gewickelt und von erhabenen Teilen auf dem Zylinder
gestützt,
so dass beim Ablagern von Papierfasern auf der Form zur Herstellung von
Papierbahnen Fenster entstehen, die den erhabenen Teilen der Form
entsprechen. Fenster können auch
durch Einbetten eines Sicherheitsfadens zwischen zwei getrennt hergestellten
Papierbogen vorgesehen werden, die nass oder trocken miteinander laminiert
werden (siehe z. B. EP-A-0 229 645). Einer oder beide dieser Bogen
können
mit Öffnungen
oder relativ dünnen
Bereichen versehen sein, durch die der Sicherheitsfaden in dem Papierprodukt
frei liegt.
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Es ist festzustellen, dass in einer
Reihe von Ländern
die Fenster, wie immer auch geformt, von größerer Länge als erforderlich sind,
nur um den Sicherheitsfaden über
seine Breite frei zu legen. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Position des
Sicherheitsstreifens in dem Banknotenpapier allmählich variiert, so dass er
mäanderförmig durch
das Fenster verläuft.
Wenn die hergestellten Banknoten zu Bündeln gestapelt werden, sind
die Positionen des Sicherheitsfadens in den gebündelten Banknoten daher nicht
deckungsgleich, wodurch eine extreme Dicke der Bündel entsprechend der Position
der Sicherheitsfäden
vermieden wird.
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Das US-Patent 5.388.862 bezieht sich
auf einen Sicherheitsartikel wie z. B. eine Banknote mit einem Sicherheitsfaden,
der durch Fenster frei liegt.
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In einem Aspekt stellt die vorliegende
Erfindung ein Verfahren zum Validieren eines Dokuments mit einem
eingebetteten Sicherheitselement bereit, das teilweise durch eines
oder mehrere Freilegefenster frei liegt, wobei das Verfahren die
Schritte des Untersuchens des Dokuments in einem oder mehreren Bereichen
in der Nähe
des Sicherheitselements und des Urteilens über das Vorhandensein des einen oder
der mehreren Freilegefenster auf der Basis des Untersuchungsschritts
umfasst, um ein Validierungssignal zu liefern.
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Die mit dem Sicherheitsfaden einer
Banknote verbundenen Fenster sind ein Merkmal, das sich nur schwer
reproduzieren lässt
und daher für
die relativ einfache, aber wirksame Validierung von Banknoten und
die Erkennung von Fälschungen
geeignet ist.
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Es ist möglich, durch das mechanische
Erfassen von Dickenveränderungen über das
Dokument über
das Vorhandensein des einen oder der mehreren Fenster zu urteilen.
Eine solche direkte Dickenerfassung würde jedoch empfindliche und
daher relativ teure Geräte
erfordern. Die mechanische Dickenerfassung wäre außerdem bei tragbaren Geräten nur
schwierig zu realisieren. Der Untersuchungsschritt umfasst daher
vorzugsweise das Erzeugen von Strahlung, das Lokalisieren des Dokuments,
so dass die Strahlung auf das Dokument fällt, und das Erfassen der Strahlung,
die in einem oder mehreren Bereichen in der Nähe des Sicherheitselements durch
das Dokument transmittiert.
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Die erfasste Strahlung besteht vorzugsweise aus
infraroter Strahlung. Obwohl die Fenster auch mit Strahlung anderer
Art erfasst werden können,
z. B. mit sichtbarem Licht, sind die Fenster im infraroten Bereich
des elektromagnetischen Spektrums besonders gut zu erkennen. Die
aufgedruckten Farben eines Sicherheitsdokuments wie z. B. einer
Banknote sind im Allgemeinen durchlässig für infrarote Strahlung, während Dicken-
oder Dichteänderungen
leicht zu erkennende Unterschiede in der Menge der transmittierten
Strahlung verursachen.
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Das Vorhandensein eines Freilegefensters
in einem Dokument könnte
theoretisch durch Erfassen der Intensität der durch einen einzelnen
Bereich des Dokuments, d.h. das Fenster selbst, transmittierten Strahlung
festgestellt werden. Eine Fälschung
könnte
einen solchen Test jedoch problemlos bestehen, und um die Zuverlässigkeit
und Wirksamkeit zu verbessern, ist es bevorzugt, dass Strahlung,
die durch einen ersten Bereich des Dokuments transmittiert, erfasst
wird, um eine erste Ausgabe (ein erstes Ausgangssignal) zu erzeugen,
und Strahlung, die durch einen zweiten Bereich des Dokuments transmittiert, erfasst
wird, um eine zweite Ausgabe (ein zweites Ausgangssignal) zu erzeugen,
wobei die Ausgaben analysiert werden, um über das Vorhandensein des einen
oder der mehreren Freilegefenster zu urteilen. Das Validierungssignal
kann bereitgestellt werden, wenn die erste Ausgabe anzeigt, dass
die erfasste Strahlung ein Freilegefenster passiert hat, und die zweite
Ausgabe anzeigt, dass die erfasste Strahlung kein Freilegefenster
passiert hat.
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Die Ausgaben können mit verschiedenen Methoden,
die einzeln oder in Kombination angewandt werden können, analysiert
werden. Die Analyse kann z. B. beinhalten, dass eine Differenz zwischen
den erfassten Ausgaben oder ein Verhältnis zwischen den Ausgaben
gebildet wird. Die Differenz oder das Verhältnis können anhand vorgegebener Kriterien
geprüft
werden, um festzustellen, ob ein Validierungssignal bereitgestellt
werden soll.
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Die Analyse kann auch das Vergleichen
von mindestens einer der Ausgaben mit einem vorgegebenen Referenzwert
oder einem vorgegebenen Bereich von Werten während der Analyse beinhalten. Diese
Analyse umfasst vorzugsweise die Feststellung, ob eine der Ausgaben
der entspricht, die bei Erfassung eines gültigen Fensters erwartet wird,
und die Feststellung, ob die andere Ausgabe der Erfassung eines
gültigen
Bereichs zwischen oder außerhalb
eines oder mehrerer Fenster entspricht.
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Nach einem Verfahren der Erfindung,
das sich besonders, aber nicht ausschließlich auf Banknoten bezieht,
ist das Sicherheitselement ein Streifen oder Faden und die ersten
und zweiten Bereiche, welche die erfasste Strahlung passiert, sind
voneinander in einer Richtung parallel zu dem Sicherheitselement
beabstandet.
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Bei einer Ausführungsform wird die erste Ausgabe
von einem ersten Sensor und die zweite Ausgabe von einem zweiten
Sensor erzeugt.
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Bei einer anderen Ausführungsform
umfasst der Untersuchungsschritt das Bewegen eines Sensors relativ
zu dem Dokument in einer Richtung im Wesentlichen parallel zu dem
Sicherheitselement und das nacheinander während der Bewegung erfolgende
Erzeugen der ersten und der zweiten Ausgabe. Dies verringert die
Anzahl der erforderlichen Sensoren zur Feststellung des Vorhandenseins
oder der Abwesenheit der Freilegefenster in dem Sicherheitsdokument.
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Der Untersuchungsschritt kann das
Untersuchen des Dokuments entlang einer Linie umfassen, um ein Profil
des Doku ments entlang dieser Linie zu erzeugen, wobei das Validierungssignal
als Antwort auf die Detektion oder wegen der Abwesenheit der Detektion
einer das Vorhandensein eines oder mehrerer Freilegefenster anzeigenden
erwünschten Änderung
in dem Profil bereitgestellt wird. Das Profil ist vorzugsweise das
der Transmissionscharakteristik des Dokuments entlang der Untersuchungslinie.
Die Detektion umfasst vorzugsweise das Erfassen bzw. Detektieren
einer oder mehrerer Fensterregionen und das Detektieren einer oder
mehrerer Nicht-Fensterregionen. Dabei wird das Profil vorzugsweise
analysiert, um die Beurteilung durchzuführen, wobei die Analyse das
Bestimmen des geometrischen Verhältnisses
der erfassten bzw. detektierten Fensterregionen zu den detektierten
Nicht-Fensterregionen entlang der Untersuchungslinie umfasst. Obwohl
die Analyse das Bilden eines regelmäßigen Verhältnisses zwischen den beiden
dem normalen Abstand der Fenster entsprechenden Bereichen beinhalten
kann, kann dies einen unangemessenen Verarbeitungsaufwand erfordern.
Bei einem weniger komplexen Verfahren kann die Analyse das Bilden
eines Verhältnisses
der Länge
der einen oder mehreren detektierten Fensterregionen entlang der
Linie zu der Länge
der einen oder mehreren detektierten Nicht-Fensterregionen entlang
der Linie umfassen.
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Weil das Sicherheitselement selbst,
z. B. im Fall des Sicherheitsfadens einer Banknote, im Wesentlichen
undurchlässig
bzw. opak sein kann, wäre es
bei Untersuchung des Dokuments in nur einem Bereich möglich, dass
das Sicherheitselement selbst das Freilegefenster im transmittierten
Licht verdeckt. Daher umfasst der Untersuchungsschritt vorzugsweise
das gleichzeitige oder simultane Untersuchen des Dokuments in mindestens
zwei Bereichen, wobei der Beurteilungsschritt das Urteilen über das
Vorhandensein eines oder mehrerer Freilegefenster in einem von mindestens
zwei Bereichen umfasst. Wenn das Sicherheitselement ein Faden ist,
sind diese mindestens zwei Bereiche vorzugsweise in einer Richtung
quer zur Länge
des Fadens voneinander beabstandet.
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Die vorliegende Erfindung stellt
auch ein Gerät
mit einer Vorrichtung zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
bereit. Bei einer Ausführungsform
kann diese Vorrichtung eine oder mehrere Strahlungsemittiervorrichtungen
und eine oder mehrere Strahlungsdetektionsvorrichtungen umfassen, wobei
mindestens eine der Emittiervorrichtungen vorzugsweise an einer
ersten Tragevorrichtung und mindestens eine der Detektionsvorrichtungen
gegenüber
an einer zweiten Tragevorrichtung angebracht ist, wobei die erste
und die zweite Tragevorrichtung durch eine Öffnung voneinander getrennt
sind, in die ein Dokument für
eine Untersuchung mit dem Gerät durch
eine menschliche Bedienperson eingeführt werden kann.
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Zur Verringerung der Komplexität und Kosten
wird vorzugsweise eine geringe Anzahl von Sensorpaaren (weniger
als zehn) verwendet, die so angeordnet sind, dass nur ein Teil des
Dokuments untersucht wird. Das Gerät kann außerdem eine Vorrichtung umfassen,
um einer menschlichen Bedienperson eine erwünschte Anordnung des Sicherheitselements
während
der Untersuchung anzuzeigen. Dies sollte eine zuverlässige Erfassung
der Freilegefenster sicherstellen, die im Bereich des Sicherheitselements
angeordnet sind.
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Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird
ein Validator für
Sicherheitsdokumente bereitgestellt, der eine Sensorvorrichtung
zum Unterscheiden zwischen echten und gefälschten Sicherheitsdokumenten,
eine Schaltvorrichtung zum Aktivieren der Sensorvorrichtung und
eine Tragevorrichtung für
die Sensorvorrichtung umfasst, wobei die Tragevorrichtung einen
ersten Teil und einen zweiten Teil aufweist, die durch eine Öffnung für ein zu
untersuchendes Dokument voneinander getrennt sind, und der erste
Teil im Verhältnis
zu dem zweiten Teil bewegbar ist, um die Schaltvorrichtung zu betätigen.
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Die Sensorvorrichtung umfasst vorzugsweise
eine Strahlungsemittiervorrichtung, die an dem ersten Teil der Tragevorrichtung
angebracht ist, und eine Strahlungsdetektions vorrichtung, die an
dem zweiten Teil der Tragevorrichtung angebracht ist.
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Die Strahlungsdetektionsvorrichtung
kann einen Infrarotstrahlungssensor aufweisen.
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Der Validator weist vorzugsweise
mehrere Strahlungssensoren auf, die mehrere Ausgaben zur Analyse
an eine Verarbeitungsvorrichtung liefern, um ein Validierungssignal
bereitzustellen.
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Die Verarbeitungsvorrichtung analysiert
vorzugsweise zwei oder mehr der Ausgaben in Kombination, um festzustellen,
ob das Validierungssignal ausgegeben werden soll.
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Der Validator ist vorzugsweise so
beschaffen, dass wenn sich die Tragevorrichtung in einer zweiten
relativen Position befindet, eine Sensorvorrichtung relativ zu einem
zu prüfenden
Dokument bewegt werden kann, das zwischen dem ersten und dem zweiten
Teil der Tragevorrichtung angeordnet ist.
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In der zweiten relativen Position
bleiben der erste und der zweite Teil vorzugsweise durch eine Öffnung voneinander
getrennt, um ein zu prüfendes Dokument
relativ zu der Sensorvorrichtung bewegen zu können.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
werden im Folgenden beispielhaft anhand der zugehörigen Zeichnungen
beschrieben.
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1 zeigt
eine Aufsicht einer zu prüfenden Banknote.
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2 zeigt
eine Seitenansicht eines Banknotenvalidators nach einer Ausführungsform
der Erfindung.
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3 zeigt
eine Seitenansicht des in 2 gezeigten
Validators bei der Prüfung
einer Banknote.
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4 zeigt
eine schematische Darstellung der elektrischen Bauteile des in 2 und 3 gezeigten Validators.
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5 zeigt
eine vereinfachte Teilansicht der Anordnung in 3 von oben.
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6 zeigt
eine Seitenansicht eines Banknotenvalidators nach einer anderen
Ausführungsform
der Erfindung.
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7 zeigt
eine schematische Darstellung der elektrischen Bauteile in 6.
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8 zeigt
eine vereinfachte Teilansicht der Anordnung in 6 von oben.
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9 zeigt
ein mit dem Validator in 4 erzeugtes
Transmissionsprofil einer Banknote.
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Eine Banknote ähnlich der Banknoten, wie sie
zur Zeit in Großbritannien
in Umlauf sind, ist in 1 gezeigt.
Die Banknote 2 weist einen teilweise eingebetteten Sicherheitsfaden 4 auf,
der an mehreren Stellen auf der Banknote 2 durch mehrere
regelmäßig beabstandete
Fenster 6 frei liegt. Die Fenster 6 sind für das menschliche
Auge unter reflektiertem Licht (Auflicht) nicht ohne weiteres sichtbar,
unter starkem transmittiertem Licht (Durchlicht) jedoch bisweilen
erkennbar. Das Papier der Banknote ist an den Fenstern 6 etwas
dünner
und/oder weist an den Fenstern 6 eine geringere Dichte
auf. Andererseits sind die unmittelbar zwischen den Fenstern befindlichen
Bereiche des Papiers, im Folgenden als „Stege" 8 bezeichnet, von gleicher oder sogar
etwas höherer Dicke
und Dichte wie der Rest der Banknote 2. Die Breite des
Sicherheitsfadens 4 beträgt ca. 1 mm, während die
Länge der
Fenster 6 ca. 2 cm beträgt. Obwohl
der Sicherheitsfaden 4 in der Mitte der Fenster 6 gezeigt
ist, kann er auch an jeder anderen Stelle entlang ihrer Länge angeordnet
sein.
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Bezug nehmend auf 2 bis 5 weist ein
tragbarer Banknotenvalidator 32 bei einer Ausführungsform
der Erfindung einen länglichen
unteren Arm 34 und eine länglichen oberen Arm 36 auf.
Die Arme 34 und 36 sind an einem Ende um ein Scharnier
drehbar miteinander befestigt und besitzen vier Sensorpaare an ihren
freien Enden. Die Sensorpaare bestehen aus vier Infrarot-LEDs 10,
die so angeordnet sind, dass sie infrarote Strahlen von der Oberseite
des unteren Arms 36 aussenden, und vier Infrarot-Fotodioden 12 bis 15,
die an der Unterseite des oberen Arms 34 angeordnet sind,
um die von den Infrarot-LEDs 10 erzeugten Strahlen zu er fassen.
Die LEDs 10 und die Fotodioden 12 bis 15 werden
aus einer oder mehreren Batterien (in den Abbildungen nicht gezeigt)
mit Strom versorgt. Die Ausgangssignale der Fotodioden 12 bis 15 werden
verstärkt
und dem Mikroprozessor 16 zugeführt, der ebenfalls in dem oberen
Arm 36 angeordnet ist. Die Fotodioden 13 bis 15 sind
in 4 nicht gezeigt,
sind jedoch in gleicher Weise wie die Fotodiode 12 an die
anderen Eingänge
der Verarbeitungsvorrichtung 16 angeschlossen. Die Verarbeitungsvorrichtung 16 weist
einen eingebauten A/D-Wandler zur Umwandlung der Eingangssignale
in die zu verarbeitenden Digitalsignale auf. Bei der Verarbeitungsvorrichtung
kann es sich um einen 8-Bit-Mikroprozessor handeln, wie er z. B.
von Motorola unter der Seriennummer 68HC11E9 hergestellt wird. Ein
Ausgang des Mikroprozessors 16 ist an eine Anzeigevorrichtung 18 mit einem
oder mehreren Anzeigeelementen wie z. B. sichtbar blinkenden LEDs
und/oder einen akustischen Signalgenerator angeschlossen. Sowohl
die Verarbeitungsschaltung 16 als auch die Alarmeinheit 18 werden
aus der nicht gezeigten Batterie als Spannungsquelle versorgt. Natürlich kann
auch ein dezentrales Netzteil benutzt werden, aber eine solche dezentrale
Stromversorgung ist nicht erforderlich, sofern der Validator 32 nur
einen geringen Stromverbrauch aufweist.
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Der Validator 32 wird durch
Zusammendrücken
der oberen und unteren Arme 34 und 36 aktiviert.
Zu diesem Zweck sind Griffteile 20 und 22 an dem
Gelenkende des Validators 32 vorgesehen. Der Validator 32 wird
mittels Vorspannung in einer in 2 gezeigten
geöffneten
Position gehalten, wobei der untere Arm 34 und der obere
Arm 36 voneinander getrennt sind. Der Validator kann von
einer Bedienperson an dem Ende des Validators, an dem sich die Griffteile 20 und 22 befinden,
in einer Hand gehalten werden. Dabei kann eine zu prüfende Banknote,
welche die Bedienperson in der anderen Hand hält, in den Raum zwischen den
Validatorarmen 34 und 36 eingeführt werden.
Durch Ausüben
von manuellem Druck auf die Griffteile 20 und 22 können der
untere Arm 34 und der obere Arm 36 in die in 3 gezeigte aktivierte Position
gebracht werden. Beim Schließen der
Arme 34 und 36 des Validators wird ein Schalter 24 an
dem Gelenkende des Validators 32 betätigt. In der geschlossenen
Position bleiben die freien Enden der Arme 34 und 36 in
geringem Abstand zueinander, damit eine eingeführte Banknote seitlich frei
zwischen den beiden Armen 34 und 36 bewegt werden kann.
In der geschlossenen Position sind die LEDs 10 und die
Fotodioden 12 bis 15 jedes Sensorpaares genau
miteinander ausgerichtet.
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Die LEDs 10 können jeweils
mit einer Linse und/oder einem Kollimatorschlitz versehen sein,
und die Fotodioden 12 bis 15 können ähnliche optische Vorrichtungen
aufweisen, um die Erfassung eines Strahls mit einer gewünschten
Auflösung
sicherzustellen. Weil die zu erfassenden Fenster eine Breite von
z. B. 4 mm aufweisen können,
sollten die erfassten Strahlen vorzugsweise entsprechend schmal sein,
um die gewünschte
Auflösung
zu erzielen. Wenn der Validator 32 mit Banknoten benutzt
werden soll, deren Fenster andere Abmessungen aufweisen, sollten
die erfassten Strahlen ebenfalls entsprechende Abmessungen haben,
um eine ausreichende Auflösung
zu erhalten. Die LEDs 10 und/oder die Fotodioden 12 bis 15 können auch
mit Filtern versehen sein, um die Erfassung bei einer vorgegebenen
Wellenlänge
oder verschiedenen Wellenlängen
sicherzustellen.
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Zum Validieren einer Banknote wird
die Banknote 2 so zwischen die Arme 34 und 36 des
Validators eingeführt,
dass der Sicherheitsfaden 4 parallel zu und zwischen den
Validatorarmen 34 und 36 zu liegen kommt, wie
in 5 gezeigt. Es ist
zu beachten, dass die Sensorpaare 10 und 12 bis 15 in
einer Richtung parallel zu der Länge
der Arme 34 und 36 angeordnet sind. Der Abstand
ist so gewählt,
dass sich, wenn eine Fotodiode 12 direkt über einem Fenster 6 auf
der Banknote 2 angeordnet ist, die benachbarte Fotodiode 13 über einem
Steg 8 zwischen den Fenstern 6 auf der Banknote
befindet. Außerdem haben
die beiden anderen Fotodioden 14 und 15 ein ähnliches
Verhältnis
zueinander und sind versetzt zu den Fotodioden 12 und 13 angeordnet,
so dass wenn eine Fenster/Steg-Kombination von den beiden Fotodioden 12 und 13 nicht
eindeutig erfasst werden kann, dennoch sichergestellt ist, dass
eine Fenster/Steg-Kombination von den beiden Fotodioden 14 und 15 erfasst
wird, wenn der Validator 32 richtig über dem Sicherheitsstreifen
angeordnet ist. Die beiden Fotodioden 14 und 15 sind
außerdem
in einem Abstand von den anderen Fotodioden 12 und 13 in
einer Richtung quer zu der Länge
der Arme 34 und 36 angeordnet, so dass, sollten
zwei der Fotodioden durch den opaken Sicherheitsstreifen 4 verdeckt
sein, die Stege und Fenster trotzdem von den anderen beiden Fotodioden
erfasst werden können.
Selbstverständlich
sind auch andere als die hier gezeigten Anordnungen der Sensorpaare 10 und 12 bis 15 mit ähnlicher
Wirkung möglich.
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Beim Einschalten des Validators erzeugen die
LEDs 10 infrarote Strahlen, die je nach der Position der
Fenster 6 und der Stege 8 mehr oder weniger stark
durch die Banknote transmittieren bzw. durchscheinen, und die Fotodioden 12 bis 15 erfassen
die Intensität
der transmittierten Strahlung. Die Ausgänge der Fotodioden 12 und 13 werden
von der Verarbeitungsvorrichtung 16 verglichen, indem ein
Verhältnis
gebildet wird, um festzustellen, ob das Verhältnis der erfassten Intensitäten einem
vorgegebenen Wert entspricht, der die Erfassung einer Fenster/Steg-Kombination
angibt. Ein ähnlicher
Vorgang könnte
mit Hilfe von Komparatoren zusätzlich
zu der Verarbeitungsvorrichtung 16 durchgeführt werden. Die
Verarbeitungsvorrichtung 16 führt eine ähnliche Analyse der Ausgänge der
Fotodioden 14 und 15 durch. Wenn das erfasste
Ausgangsverhältnis
in einen vorgegebenen Bereich von Werten entweder für die beiden
Fotodioden 12 und 13 oder die beiden Fotodioden 14 und 15 fällt, wird
ein Validierungssignal erzeugt, das die Echtheit einer Banknote 2 angibt, und
als Reaktion auf ein von der Verarbeitungsvorrichtung 16 gesendetes
Validierungssignal wird von der An zeigevorrichtung 18 eine „Echtheitsanzeige" gegeben. Ist die
Banknote jedoch eine Fälschung, sind
die Fenster 6 nicht vorhanden oder sie weisen vermutlich
einen anderen Durchlässigkeitswert
als die Stege 8 auf, so dass von der Anzeigevorrichtung 18 keine „Echtheitsanzeige" erzeugt wird. Darüber hinaus
oder als Alternative kann die Anzeigevorrichtung 18 veranlasst
werden, ein Alarmsignal auszugeben, wenn die Erfassung nicht die
erwünschte Änderung
in der Intensität
des von der Banknote durchgelassenen oder transmittierten Lichts
ergibt. Ein solches Alarmsignal kann beim Öffnen des Schalters 24 erzeugt
werden, wenn der Validator losgelassen und wieder in seine in 2 gezeigte geöffnete Position gebracht
wird.
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Die Verarbeitungsvorrichtung 16 kann
die Ausgangssignale der Fotodioden auf andere Weise als durch einfaches
Bilden der Verhältnisse
der Ausgänge
der Fotodioden 12 und 13 oder 14 und 15 analysieren.
Die Schaltung 16 kann z. B. die Ausgänge der Fotodioden analysieren,
um festzustellen, ob die absolute Intensität des an einer Fotodiode erfassten transmittierten
Lichts in einen vorgegebenen Bereich von Werten fällt, die
dem Vorhandensein eines Fensters 6 entsprechen, und/oder
ob die absolute Intensität
des an einer anderen Fotodiode erfassten transmittierten Lichts
dem Vorhandensein eines Stegs 8 entspricht. Eine Differenz
zwischen den Ausgängen der
beiden Fotodioden könnte
auch benutzt werden, um festzustellen, ob die Differenz in einen
Bereich von vorgegebenen Werten fällt, die das Detektieren einer
Fenster/Steg-Kombination angeben.
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Selbstverständlich ist es nicht erforderlich, vier
Sensorpaare 10 und 12 bis 15 zu benutzen.
Zwei Sensorpaare könnten
benutzt werden, um Verhältnisse
und/oder Differenzen zu bilden. In der Tat können ein oder mehr Sensorpaare
benutzt werden, wenn die absolute Durchlässigkeit als ein Anzeichen für das Vorhandensein
eines Fensters 6 verwendet wird.
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Außerdem ist zu erwähnen, dass
die Sensoren, deren Ausgänge
in Kombination benutzt werden sollen, nicht parallel abgeglichen
sein müssen,
denn die Durchlässigkeit
der Banknote 2 könnte
nicht nur im Bereich der Fenster 6, sondern auch in anderen Bereichen
der Banknote 2 erfasst werden.
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Es kann erforderlich sein, dass die
Bedienperson die Banknote 2 relativ zum Validator 32 bewegt,
ehe die Erfassung der Fenster 6 oder Stege 8 durch
die Detektionssensoren erfolgt. Anstatt zu versuchen, den Validator 32 direkt
korrekt über
dem Sicherheitsfaden zu positionieren, könnte eine Bedienperson stattdessen
den Validator relativ zu der Banknote in einer Richtung quer zum
Sicherheitsfaden 4 bewegen. Die Erfassung könnte dann
sicherlich im Verlauf der Bewegung erreicht werden.
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Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist
in 6 bis 8 gezeigt, wobei gleichartige
Elemente wie in 2 bis 5 mit denselben Bezugszeichen
versehen sind. Bei dieser Ausführungsform weist
der Validator 4C eine Verarbeitungsvorrichtung 42 auf
(die ähnlich
dem Mikroprozessor 16 sein kann, der in Zusammenhang mit
der vorherigen Ausführungsform
beschrieben wurde), die auf die Ausgänge von zwei Infrarot-Fotodioden 44 und 46 anspricht. Die
Fotodioden 44 und 46 sind in einem Abstand zueinander
angeordnet, der aus den im Folgenden erläuterten Gründen größer als die Breite des Sicherheitsstreifens 4 einer
zu untersuchenden Banknote ist. Die LEDs 48 und 50 erzeugen
Strahlen, die von den Fotodioden 44 bzw. 46 erfasst werden
sollen. Der Ausgang der Fotodiode 46, auch wenn in 7 nicht gezeigt, wird verstärkt und
in gleicher Weise wie der von Fotodiode .44 an einen zweiten Eingang
der Verarbeitungsvorrichtung 42 angeschlossen. Die LEDs 48 und 50 und
die Fotodioden 44 und 46 können mit Linsen, Kollimatoren
oder Filtern versehen sein, wie sie in Zusammenhang mit der vorherigen Ausführungsform
beschrieben wurden. Der Validator 40 wird normalerweise
ebenfalls mittels Vorspannung in einer geöffneten Position gehalten und
kann durch Ausüben
von ma nuellem Druck zum Schließen der
Arme 34 und 36 aktiviert werden. In 6 ist der Validator 40 in
seiner aktivierten Stellung gezeigt.
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Im Gebrauch wird eine Banknote 2 zwischen den
oberen Arm 36 und den unteren Arm 34 des Validators 40 eingeführt, wie
in 8 gezeigt. Die Banknote
wird so eingeführt,
dass der Sicherheitsfaden 4 mindestens ungefähr an den
Pfeilen 50 und 52 ausgerichtet ist, welche die
allgemeine Lage der Sensorpaare 44 und 48 sowie
46 und 50 angeben. Der aktivierte Validator 40 wird dann
in einer Wischbewegung relativ zu der Banknote 2 in einer
im Allgemeinen parallelen Richtung zu dem Sicherheitsfaden 4 geführt. Das
Profil eines Ausgangssignals, das beim Durchziehen einer echten
Banknote durch den Validator 40 bzw. beim Bewegen des Validators über die Banknote
von der Fotodiode 44 erzeugt wird, ist in 9 gezeigt. Das Ausgangssignal (V) ist
als Funktion der Zeit (t) aufgetragen. Bevor ein Teil der Banknote
zwischen dem Sensorpaar 44 und 48 durchgeführt wird,
hat der Ausgang einen hohen Pegel H. Sobald die Banknote erstmals
die Sensoren passiert, fällt
die Intensität
des transmittierten Lichts auf einen niedrigen Pegel L ab. Passiert
eine Fensterregion 6 das Sensorpaar 44 und 48,
erhöht
sich die Durchlässigkeit
des Materials aufgrund der geringeren Dicke und/oder Dichte des
Papiers 5 in der Fensterregion 6. Das Ausgangssignal
von der Fotodiode 44 steigt dann auf einen Zwischenpegel
W an, der etwas über dem
niedrigen Pegel L liegt. Nach Passieren der ersten Fensterregion 6 fällt das
Ausgangssignal wieder auf den niedrigen Pegel L entsprechend der
Stegregion 8, und danach variiert das Ausgangssignal regelmäßig zwischen
dem Zwischenpegel W und dem niedrigen Pegel L, wenn weitere Fenster 6 und
Stege 8 unter der Fotodiode 44 hindurchpassieren.
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Das Sensorpaar 46 und 50,
das im Verhältnis zu
dem Sensorpaar 44 und 48 in einer Richtung senkrecht
zu dem Sicherheitsfaden 4 einer richtig eingeführten Banknote
angeordnet ist (wie in 8 gezeigt),
erzeugt im Allgemeinen auch das in 9 gezeigte
Ausgangsprofil. Daher könnte
der Ausgang nur eines der Sensorpaare im Allgemeinen als Anzeichen
für das
Vorhandensein des Freilegefensters 6 verwendet werden.
Das zweite Sensorpaar ist jedoch vorgesehen, damit in dem Fall,
wenn der Strahlungsstrahl eines Sensorpaares durch den Sicherheitsstreifen 4 blockiert
ist oder sich der Sicherheitsstreifen an einem extremen Ende der
Fenster 6 befindet, der Ausgang des verbleibenden Sensorpaares
zuverlässig
das Vorhandensein von Fenstern 6 in einer echten Banknote 2 anzeigen
kann.
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Die Verarbeitungsvorrichtung 42 könnte den Ausgang
eines oder beider Sensorpaare auf verschiedene Weise verarbeiten.
Die Schaltung 42 kann z. B. feststellen, ob der Ausgang
während
der Aktivierung des Validators 40 einen Wert erreicht,
der in einem um den niedrigen Pegel L zentrierten Bereich zulässiger Werte
liegt, und ob der Ausgang einen Wert in einem um den Zwischenwert
W zentrierten Bereich zulässiger
Werte erreicht. Ein Validierungssignal könnte gegeben werden, wenn diese
beiden Bedingungen erfüllt
sind. Um die Sicherheit zu erhöhen, kann
die Häufigkeit,
mit der das Ausgangssignal jeden oder einen dieser Wertebereiche
erreicht, gezählt
werden, wenn die Banknote durch den Validator gezogen wird. Wird
ein vorgegebener Zählwert
erreicht, könnte
ein Validierungssignal erzeugt werden.
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Das hochpegelige Ausgangssignal H
kann benutzt werden, um den Ausgang der Fotodioden 44 und 46 zu
kalibrieren, der aufgrund verschiedener Faktoren wie z. B. der Batterieleistung
und der LED-Effizienz schwanken kann.
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Das in 9 gezeigte
Profil entspricht einem Durchziehen mit relativ konstanter Geschwindigkeit. Bei
einer solchen Durchziehbewegung kann die Gesamtzeit, während der
der Ausgang auf dem niedrigen Pegel L bleibt, mit der Zeit verglichen
werden, während
der der Ausgang auf dem Zwischenpegel W bleibt, um ein Seitenverhältnis zu
messen, das eine weitere Möglichkeit
zur Verifizierung der Echtheit der Banknote 2 darstellt.
Durchziehbewegungen mit ungleichmäßi ger Geschwindigkeit könnten berücksichtigt
werden, indem die Geschwindigkeit, mit der die Banknote durchgezogen
wird, erfasst und entsprechend kompensiert wird, obwohl dies die
Komplexität und
die Kosten des Validators 40 unvermeidlich erhöht.
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Eine weitere Form der Validierung
könnte durch
ein Durchziehen mit relativ konstanter Geschwindigkeit und das Erfassen
der Vorder- und Hinterkante der Banknote 2 erfolgen. Die
Häufigkeit
der detektierten Fensterregionen könnte dann mit einem vorgegebenen
Häufigkeitsbereich
verglichen werden, der für
echte Banknoten festgelegt ist.
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Andere Ausführungsformen der Erfindung könnten die
Benutzung einer linearen CCD-Einheit und einer zugehörigen Lichtquelle
umfassen, die in jeder Richtung über
die Banknote bewegt werden kann und deren Signale in geeigneter
Weise verarbeitet werden, um Validierungssignale zu liefern. Zur Verringerung
des Verarbeitungsaufwands könnte
die CCD-Einheit in einer Wischbewegung in einer Richtung entweder
parallel zu dem Sicherheitsstreifen 4 oder senkrecht zu
dem Sicherheitsstreifen 4 bewegt werden. Wird die CCD-Einheit in einer
Richtung senkrecht zu dem Sicherheitsfaden 4 bewegt oder
ist die CCD-Einheit direkt über
den Fenstern 6 angeordnet, könnte gleichzeitig eine Reihe
von Ausgangssignalen mit einem Profil wie in 9 erzeugt werden. Wird die CCD-Einheit
in einer Richtung parallel zu dem Sicherheitsfaden 4 bewegt,
würde mindestens einer
der CCD-Sensoren
ein zeitlich variierendes Ausgangssignal wie in 9 erzeugen.
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Es ist zu erkennen, dass eines oder
alle der in Zusammenhang mit den gezeigten Ausführungsformen beschriebenen
Validierungsverfahren einzeln oder in Kombination miteinander benutzt
werden können.
Der Validator muss nicht intermittierend aktivierbar sein, sondern
kann einen einfachen Ein/Aus-Schalter haben. Außerdem gibt es zweifellos viele
andere Methoden zum Detektieren der Faden-Freilegefenster 6 in
einer Banknote oder einem anderen Sicherheitsdokument.
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In der Praxis ist es im Fall von
Banknoten mit einer höheren
Dicke und/oder Dichte im Bereich der Stege 8 eventuell
nicht erforderlich, die durch die Fenster transmittierte Strahlung
zu erfassen, weil die Validierung nur durch Erfassen der Durchlässigkeit der
Stegregionen und der der übrigen
Bereiche der Banknote erfolgen kann. Wie bereits erwähnt, kann auch
ein mechanisches Erfassen von Dickenänderungen im Bereich der Fensterregionen
einer Banknote angewandt werden.
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Verschiedene andere Modifikationen
oder Variationen könnten
benutzt werden, ohne vom Umfang oder Gedanken der Erfindung abzuweichen.
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Hierin wird anerkannt, zumindest
in Zusammenhang mit den bevorzugten Ausführungsformen, dass der Begriff „Fenster" Öffnungen in dem Sicherheitsdokument
sowie Bereiche geringerer Dichte oder Dicke in dem Dokument umfasst.
Der Begriff „frei
liegend" schließt auch
die Möglichkeit
ein, dass über
dem Sicherheitselement im Bereich eines Fensters eine transparente
oder relativ dünne
Schicht vorgesehen ist.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht
nur anwendbar auf tragbare, in der Hand zu haltende Banknotenvalidatoren,
sondern auch auf andere von Menschen bediente Geräte wie z.
B. stationär
montierte Durchzieh-Validatoren und automatische Banknotenvalidatoren.