EP0395833A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Prüfen von Dokumenten - Google Patents

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EP0395833A1
EP0395833A1 EP90101183A EP90101183A EP0395833A1 EP 0395833 A1 EP0395833 A1 EP 0395833A1 EP 90101183 A EP90101183 A EP 90101183A EP 90101183 A EP90101183 A EP 90101183A EP 0395833 A1 EP0395833 A1 EP 0395833A1
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EP
European Patent Office
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read
light
banknote
predetermined
detector
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EP90101183A
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English (en)
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EP0395833B1 (de
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Christian Bercovitz
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Mars Inc
Original Assignee
Landis and Gyr Betriebs AG
Mars Inc
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Application filed by Landis and Gyr Betriebs AG, Mars Inc filed Critical Landis and Gyr Betriebs AG
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    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07D—HANDLING OF COINS OR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING
    • G07D7/00—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency
    • G07D7/06—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency using wave or particle radiation
    • G07D7/12—Visible light, infrared or ultraviolet radiation
    • G07D7/121—Apparatus characterised by sensor details
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07D—HANDLING OF COINS OR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING
    • G07D7/00—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency
    • G07D7/20—Testing patterns thereon
    • G07D7/202—Testing patterns thereon using pattern matching
    • G07D7/206—Matching template patterns

Definitions

  • the invention relates to a test device of the type mentioned in the preamble of claim 1.
  • test devices are advantageously used in banknote acceptors, such as those used in service machines.
  • Test devices of the type mentioned in the preamble of claim 1 are known from US Pat. No. 3,761,876 and US Pat. No. 4,319,137, in which a banknote is optically scanned line by line by means of a linear arrangement of many detectors. Each line is broken down into the same number of picture elements according to the number of detectors. It is also known from US Pat. No. 4,319,137 that the goods judged to be genuine may also have samples from a predetermined set and that the goods are transported by means of endless belts.
  • CH-PS 661 603 describes a transport system that gently transports banknotes of different sizes using endless belts.
  • EP 109 490 It is also known from EP 109 490 to examine only small partial areas of the bank note in reflection in order to determine soiling or damage to the bank note.
  • EP 198 819 describes how the light spectrally changed through the entire surface of the banknote in transmission or in reflection is analyzed by at least one detector in order to determine the authenticity of the banknote regardless of its position in the test device.
  • the invention has for its object to provide a simple test device that optically illuminates a sheet-like material for detection over the entire surface line by line.
  • 1 means a banknote reader which has an evaluation device 2 with a memory 3 and with a computing unit 3 '.
  • the banknote reader 1 contains a measuring system which comprises an optical catcher 4 in front of a light-sensitive detector 5 and a light source 6 with a diffuser 7.
  • a first cylindrical lens 8 improves Diffuser 7 and a second cylindrical lens 9 in front of the catcher 4, which are arranged on the sides facing a sheet-like material or a bank note 10, the optical properties of the measuring system.
  • a transport system for the banknotes 10 has belts 11, deflection rollers 12 and guide skids 13.
  • a read-out light beam 14 is defined by the diffuser 7 in a transport plane 15 of the bank note 10.
  • the transport system transports the bank note 10 in a transport direction 16 z. B. in the longitudinal direction of the banknote 10.
  • the light source 6 and the diffuser 7 below as well as the collector 4 and at least one detector 5 above the transport plane 15 form the minimal measuring system.
  • the catcher 4 and the diffuser 7 extend across a usable width B (FIG. 2) of the transport system and are arranged in parallel at a predetermined distance from one another such that the catcher 4 and the diffuser 7 for the banknotes 10 have a slot-shaped passage 17 from them Form width B, which defines a scanning plane 15 '.
  • the scanning plane 15 ' coincides in the passage 17 with the transport plane 15 ( Figures 1 and 2), both planes 15, 15' being perpendicular to the plane of the drawing.
  • the transport system comprises drives (not shown here) and is divided into at least two transport units 18 and 18 'on both sides of the measuring system.
  • the deflection rollers 12 rotate about axes that are perpendicular to the plane of the drawing and guide the belts 11 symmetrically in pairs to the transport plane 15 such that in the transport plane 15 the bank notes 10 are clamped between the belts 11 of a pair in a manner known per se, in the transport direction 16 led to the passage 17 and transported away on the other side.
  • the two transport units 18 and 18 ' are spaced apart from one another in such a way that, when passing through the measuring system, even the shortest banknote 10 from a predetermined set of nominal values leaves the belts 11 of the first transport unit 18 only when the second transport unit 18' leaves the banknote 10 has already captured.
  • the guide runners 13 are advantageously arranged above and below the transport plane 15 and on both sides of the passage 17 for the exact guidance of the bank note 10 in order to prevent the bank note 10 from queuing at the passage 17 which is not quite flat.
  • At least one pair of the same transport units 18 and 18 ' is advantageously arranged parallel to these.
  • the number of these parallel transport units 18 and 18 ' is predetermined by the largest predetermined width of the banknotes 10 to be transported without being damaged by the measuring system.
  • the distances of the light source 6, the diffuser 7, the catcher 4 and the detectors 5 from the transport plane 15 depend on the optical properties of the means used for the elements 4, 6 to 9.
  • the light source 6 advantageously generates white light 19, which is emitted, for example, by a halogen lamp.
  • white light 19 which is emitted, for example, by a halogen lamp.
  • Light 19 from the light source 6 is bundled by the diffuser 7 with optical means for the read-out light beam 14, which has the shape of a long, narrow rectangle in cross section in the scanning plane 15 '(FIG. 3) and which extends across the entire passage 17, whereby the intensity of the read-out light beam 14 is evenly distributed in the scanning plane 15 '.
  • an aperture advantageously limits the reading light beam 14.
  • the diaphragm is, for example, part of the passage 17.
  • the extent of the read-out light beam 14 is only a few millimeters, advantageously less than 5 mm.
  • the reading light beam 14 passes through the scanning plane 15 ′ in the passage 17 and illuminates a rectangular reading field 20 of the bank note 10 located in the passage 17.
  • the bank note 10 is pushed in the transport direction 16 by the reading light beam 14, the read-out field 20 gradually covering the entire area of the bank note 10.
  • the evaluation device 2 assigns the reading field 20 a value X of a reading direction 16 ', which is opposite to the transport direction 16.
  • a filter 24 with a predetermined spectral transmission characteristic is advantageously arranged so that each detector 5 or 5' has a sensitivity to light 19 ', the spectral range is limited by the filter 24 .
  • the optical design of the banknotes 10 of the predetermined set of nominal values determines the required number of detectors 5 to 5 'and the suitable pass characteristic of the filter 24.
  • An advantageous embodiment of the banknote reader 1 has four different spectral ranges. For example, they are in the area of blue, yellow-green, red and infrared light.
  • the signal E has a reference level E0 which is separate for each spectral range.
  • the usual bank notes 10 (FIGS. 2 and 3) of each denomination consist of a predetermined paper and have a printed, predetermined pattern on both sides.
  • the light 19 urgent in the read-out field 20 through the bank note 10 ' is changed and weakened in a predetermined manner in the spectral distribution by the transparency of the paper and the pattern and by the possible security thread.
  • During the passage of the banknote 10 through the passage 17 thus change the intensity and the spectrum of the light 19 ', which penetrates the banknote 10, in a predetermined function of the values X in the reading direction 16', which characterizes each denomination of the banknote 10.
  • the transparency of the banknote 10 is averaged over the entire read-out field 20, since only a single signal E is generated for each predetermined spectral range.
  • the computing unit 3 takes over the instantaneous value of the signal E at each step of the transport system and forms only a single measured value of the transparency for each of the predetermined spectral ranges for the entire readout field 20.
  • the computing unit 3 'advantageously normalizes all measured values of transparency before saving to the reference level E0 of the corresponding spectral range in order to eliminate the influences of the light source 6 which depend on the operating time and the sensitivity of the detectors 5, 5'.
  • the measured values are stored together with the value X of the reading direction 16 'in the memory 3.
  • the banknote reader 1 described has the advantage that the same measured values are stored in the same order, irrespective of whether the front or the back faces the catcher 4 if only the scanning starts at a predetermined edge of the banknote 10.
  • the height of the signal E falls markedly from the reference level E0 when the banknote 10 enters the read-out light beam 14.
  • the banknote 10 covers the path through the passage 17 in, for example, N steps, the N readout fields 20 successively covering the banknote 10 area-wide.
  • N measured values with the assigned values X0 to X N are stored in the memory 3.
  • the value of the difference X N -X0 is proportional to the length of the banknote 10, the values X0 to X N advantageously being evenly distributed in the reading direction 16 '.
  • the transverse dimension of the banknote 10 is at most equal to or smaller than B, depending on the transverse dimension of the banknote 10, in addition to the light 19 changed by the banknote 10, a predetermined one also arrives Proportion of unchanged light 19 of the read-out light beam 14 in the collector 4.
  • the drop in the signal E thus depends not only on the transparency of the banknote 10, but also on the width of the banknote 10, the decrease in intensity and the decrease for narrow banknotes 10 Change in the spectral composition of the light 19 'is less pronounced than for broad ones.
  • the exact position of the banknote 10 in the passage 17 does not influence the signal E, so there is advantageously no need for a device for the precise lateral guidance of the banknote 10 in the passage 17.
  • the banknote reader 1 compares the measured values of the transparency of a banknote 10 to be identified with sample values of a predetermined set of nominal values, which are stored in the memory 3. To determine the length of the banknote 10, the arithmetic unit 3 '(FIGS. 1 and 2) examines whether the number N of measured values corresponds to the number of sample values for each nominal value of the predetermined set. If the banknote 10 has the same length as one from the predetermined set of nominal values, then for each predetermined spectral range in the evaluation device 2, the difference between the measured value of transparency standardized to the reference level E0 and the correspondingly standardized sample value is known for each value X. of this nominal value.
  • a correlation value is calculated from the N differences for each of the predetermined spectral ranges and compared with a predetermined limit value.
  • the banknote 10 is only recognized as this nominal value if the correlation values are above their limit values. If this condition is not met, the bank note 10 is rejected as unidentifiable.
  • the bank note 10 is assigned the nominal value whose sample values have the best correlation to the measured values of transparency.
  • the predetermined set of the sample values can be generated by reading banknotes 10 from a predetermined set of the predetermined nominal values by means of the banknote reader 1 even during commissioning or during a revision. It is also possible to transfer the sample values stored in the memory 3 from a first banknote reader 1 to another of the same design.
  • the measured values of the transparency of a bank note 10 recognized as genuine are advantageously used to modify the sample values of this nominal value.
  • the banknote reader 1 thus adapts to the small differences between the different series of the same face value and reduces the number of rejected real banknotes 10.
  • the evaluation device 2 advantageously generates a digital output signal at an output 25, for example corresponding to a number assigned to the nominal value of the recognized bank note 10 in a predetermined manner, or has a predetermined error code if the evaluation device 2 classifies the bank note 10 as unidentifiable. .
  • the computing unit 3 also advantageously compares the N measured values, which are called up in the reverse order X N ... X N from the memory 3, for each spectral range with the N sample values of the order X0 ... X N.
  • the banknote reader 1 recognizes banknotes 10 independently of one of the four possible positions in the passage 17, wherein a mechanical turning device in front of the banknote reader 1 is advantageously unnecessary.
  • a banknote 10 of, for example, 20 cm in length is read across the entire surface in 50 steps by means of a banknote reader 1, which measures simultaneously in four spectral ranges, with a width of the readout beam 14 of 4 mm measured in the readout direction 16 ', the evaluation device 2 from the signals E the four detectors 5 to 5 'each generate 50 measured values in four spectral ranges, d. H.
  • the entire banknote 10 is characterized by only 200 measured values. This is advantageous when recognizing the banknote 10 from a large number of predetermined nominal values and enables a rapid recognition process.
  • a continuous feed is also advantageous, with the bank note 10 moving at a uniform speed throughout the transport system, so that the bank note 10 is largely protected.
  • a means which is not shown here and is known per se generates a synchronization signal which is fed in the evaluation device 2 to a counter (not shown here).
  • the synchronization signals are staggered in time in such a way that a synchronization signal always then appears when the banknote 10 has shifted by the width of the read-out field 20.
  • the counter is switched off and set to the counter reading zero.
  • the counter is switched on and the counter reading increased by one after each synchronization signal from the memory 3.
  • the counter reading serves as the value X, which numbers the readout fields 20 or the measured values of the transparency in the order of scanning.
  • the measured transparency values of the readout fields 20 lined up across the banknote 10 are sufficient. It is even possible that the measured values of the transparency are determined and stored only for every second step, for example. Depending on the type of printed pattern of a banknote 10, this reduced set of measured values is sufficient for an identification of the banknote 10 or its orientation in the banknote reader 1.
  • the diffuser 7 and the cylindrical lens 8 are advantageously replaced by light guides 26 (FIG. 4), by means of which the light 19 is guided from the light source 6 to the scanning plane 15 '.
  • the light guides 26 are used, for example, in the form of a bundle of thin plastic fibers.
  • the cross-sectional shape of the light guides 26 is adapted on one side of the light source 6.
  • the read-out light beam 14 can also be shaped by means of a rectangular aperture 27 let into the scanning plane 15 '(FIG. 5). If the light source 6 has a linear extension of length B, a focusing screen 28 already produces one uniform distribution of the illuminance in the diaphragm 27, advantageously a channel-shaped mirror 29 with the cross section of a parabola or another astigmatic optical imaging system supporting the light output of the light source 6.
  • the catcher 4 (FIG. 6) has at least the same dimension in the transport direction 16 as the read-out light beam 14 on the entry side 21.
  • the catcher 4 consists of a plate made of light guide material, for example of a transparent plastic or a glass, and advantageously has a trapezoidal shape or the shape of a flat, non-hollow funnel with a rectangular cross section, which tapers towards the connecting piece 22 transversely to the transport direction 16.
  • an astigmatic imaging system above the scanning plane 15 ' can also be used, in the focal line of which at least one filter 24 and one detector 5 are arranged and whose opening cross section has at least the dimensions of the entry side 21. All light 19 'that penetrates the entry side 21 is collected in the catcher 4 in the focal line of the imaging system.
  • the catcher 4 consists of a light guide plate, the edges of which have a flat edge surface on the entry side 21 and a parabolic curved edge surface 30.
  • the connector 22 is embedded, which encloses the focal line of the edge surface 30 and which guides the light 19 'to the filter 24 and detector 5.
  • the light guide plate of the catcher 4 advantageously has a reflective coating 31 (FIG. 6) on all surfaces with the exception of the entry side 21 and the surface of the connector 22, which supports total reflection at the interfaces of the light guide plate.
  • a mirror system is also suitable as a catcher 4, the reflecting surfaces of which reflect the shapes of the covering 31 coated surfaces of one of the catchers 4 described above and which encloses a room filled only with air.
  • the bank note 10 is scanned in succession in the predetermined spectral ranges.
  • the colored read-out light beam 14 is generated from white light 19 (FIG. 4) by means of light guides 26, which are made of a material with the predetermined spectral transmission characteristic.

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Abstract

Für das automatische Erkennen der Echtheit von Banknoten (10), beispielsweise in einem Dienstleistungsautomaten, wird die Transparenz der Banknote (10) in vorbestimmten Spektralbereichen untersucht. Das Messystem (4 bis 7) ist zwischen Einheiten (18; 18') eines Transportsystems angeordnet und erzeugt in einem aus einem Auffänger (4) und einem Diffusor (7) gebildeten Durchlass einen schmalen Ausleselichtstrahl (14), der sich quer über eine Abtastebene erstreckt. Die Banknote (10) wird durch den Ausleselichtstrahl (14) befördert. Das durch die Banknote (10) im Auslesefeld durchscheinende Licht (19') wird im Auffänger (4) gesammelt und einem lichtempfindlichen Detektor (5) zugeführt. Ein Auswertegerät (2) bildet für jedes der nacheinander abgetasteten Auslesefelder einen einzigen Messwert der Transparenz im Spektralbereich und vergleicht die Messwerte der zu prüfenden Banknote (10) mit in einem Speicher (3) des Auswertegerätes (2) abgelegten Mustersignalen.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Prüfeinrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.
  • Solche Prüfeinrichtungen werden vorteilhaft in Banknotenakzepto­ren verwendet, wie sie bei Dienstleistungsautomaten zum Einsatz kommen.
  • Es sind Prüfeinrichtungen der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art aus der US-PS 3 761 876 und der US-PS 4 319 137 bekannt, bei denen eine Banknote zeilenweise mittels einer linienförmigen Anordnung von vielen Detektoren optisch abgetastet wird. Jede Zeile wird entsprechend der Anzahl Detektoren in gleichviele Bildelemente zerlegt. Aus der US-­PS 4 319 137 ist zudem bekannt, dass die als echt beurteilten Güter auch Muster aus einem vorbestimmten Satz aufweisen dürfen und dass die Güter mittels endloser Riemen transportiert werden.
  • Die CH-PS 661 603 beschreibt ein Transportsystem, das mittels endloser Riemen verschieden grosse Banknoten schonend transportiert.
  • Es ist auch aus EP 109 490 bekannt, von der Banknote nur kleine Teilflächen in Reflexion zu untersuchen, um Verschmutzungen oder Beschädigungen der Banknote festzustellen.
  • Die EP 198 819 beschreibt, wie das durch die ganze Fläche der Banknote in Transmission oder in Reflexion spektral veränderte Licht von wenigstens einem Detektor analysiert wird, um die Echtheit der Banknote unabhängig von ihrer Lage im Prüfgerät festzustellen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Prüf­einrichtung zu schaffen, die ein blattförmiges Gut zum Erkennen auf der ganzen Fläche zeilenweise optisch durchleuchtet.
  • Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.
  • Es zeigt:
    • Fig. 1 eine Prüfeinrichtung im Schnitt in einer Transportrichtung,
    • Fig. 2 die Prüfeinrichtung nach der Figur 1 im Schnitt quer zur Transportrichtung,
    • Fig. 3 eine Ansicht einer Banknote mit einem Auslesefeld,
    • Fig. 4 eine Beleuchtungseinrichtung mit Lichtleitern,
    • Fig. 5 eine Beleuchtungseinrichtung mit einem Spiegel und einer linearen Lichtquelle,
    • Fig. 6 einen trichterförmigen Auffänger,
    • Fig. 7 ein Auffänger mit einem astigmatischen Abbildungssystem im Schnitt und
    • Fig. 8 eine Prüfeinrichtung mit mehreren Auffängern im Schnitt.
  • In der Figur 1 bedeutet 1 einen Banknotenleser, der ein Auswertegerät 2 mit einem Speicher 3 und mit einer Rechen­einheit 3′ aufweist. Der Banknotenleser 1 enthält ein Messystem, das einen optischen Auffänger 4 vor einem lichtempfindlichen Detektor 5 sowie eine Lichtquelle 6 mit einem Diffusor 7 umfasst. Beispielsweise verbessern eine erste Zylinderlinse 8 im Diffusor 7 und eine zweite Zylinderlinse 9 vor dem Auffänger 4, die auf den einem blattförmigen Gut oder einer Banknote 10 zugewandten Seiten angeordnet sind, die optischen Eigenschaften des Messystems. Ein Transportsystem für die Banknoten 10 weist Riemen 11, Umlenkrollen 12 und Leitkufen 13 auf.
  • Ein Ausleselichtstrahl 14 wird durch den Diffusor 7 in einer Transportebene 15 der Banknote 10 definiert. Das Transportsystem befördert die Banknote 10 in einer Transportrichtung 16 z. B. in der Längsrichtung der Banknote 10.
  • Die Lichtquelle 6 und der Diffusor 7 unterhalb sowie der Auffänger 4 und wenigstens ein Detektor 5 oberhalb der Transportebene 15 bilden das minimale Messystem. Der Auffänger 4 und der Diffusor 7 erstrecken sich quer über eine nutzbare Breite B (Figur 2) des Transportsystems und sind parallel in einem vorbestimmten Abstand voneinander so angeordnet, dass der Auffänger 4 und der Diffusor 7 für die Banknoten 10 einen schlitzförmigen Durchlass 17 von der Breite B bilden, der eine Abtastebene 15′ definiert. Die Abtastebene 15′ fällt im Durch­lass 17 mit der Transportebene 15 (Figuren 1 und 2) zusammen, wobei beide Ebenen 15, 15′ senkrecht auf der Zeichnungsebene stehen.
  • Das Transportsystem umfasst neben den Elementen 11 bis 13 hier nicht gezeigte Antriebe und ist in wenigstens zwei Transport­einheiten 18 und 18′ beidseits des Messystems aufgeteilt. Der Uebersichtlichkeit wegen sind nur die Elemente 11 bis 13 der ersten der beiden dargestellten Transporteinheiten 18 und 18′ mit Bezugszahlen versehen. Die Umlenkrollen 12 drehen sich um Achsen, die senkrecht zur Zeichnungsebene stehen, und führen die Riemen 11 paarweise symmetrisch zur Transportebene 15 derart, dass in der Transportebene 15 die Banknoten 10 in an sich bekannter Weise zwischen den Riemen 11 eines Paares geklemmt, in der Transportrichtung 16 zum Durchlass 17 hingeführt und auf der anderen Seite wegbefördert werden.
  • Die beiden Transporteinheiten 18 und 18′ sind so voneinander distanziert, dass beim Durchgang durch das Messystem auch die kürzeste Banknote 10 aus einem vorbestimmten Satz von Nennwerten die Riemen 11 der ersten Transporteinheit 18 erst dann vollständig verlässt, wenn die zweite Transporteinheit 18′ die Banknote 10 bereits erfasst hat. Die Leitkufen 13 sind vorteilhaft oberhalb und unterhalb der Transportebene 15 und beidseits des Durchlasses 17 zur exakten Führung der Banknote 10 angeordnet, um ein Anstehen am Durchlass 17 einer nicht ganz ebenen Banknote 10 zu verhindern.
  • Ueber oder unter der Zeichnungsebene in der Figur 1 ist mit Vorteil wenigstens ein Paar gleicher Transporteinheiten 18 und 18′ parallel zu diesen angeordnet. Die Anzahl dieser parallelen Transporteinheiten 18 und 18′ ist durch die grösste vorbestimmte Breite der ohne Beschädigung durch das Messystem zu transportierenden Banknoten 10 vorbestimmt.
  • Die Abstände der Lichtquelle 6, des Diffusors 7, des Auffängers 4 und der Detektoren 5 von der Transportebene 15 richten sich nach den optischen Eigenschaften der für die Elemente 4, 6 bis 9 verwendeten Mittel.
  • Die Lichtquelle 6 erzeugt mit Vorteil weisses Licht 19, das beispielsweise von einer Halogenlampe abgegeben wird. Jedoch ist auch die Verwendung von monochromatischem Licht 19, z. B. aus einer Leuchtdiode, oder von aus verschiedenen Farbkomponenten bestehendem Mischlicht, z. B. aus einer Gasentladungslampe, möglich.
  • Licht 19 aus der Lichtquelle 6 wird vom Diffusor 7 mit optischen Mitteln zum Ausleselichtstrahl 14 gebündelt, der in der Abtast­ebene 15′ (Figur 3) im Querschnitt die Form eines langen, schmalen Rechtecks aufweist und der sich quer über den ganzen Durchlass 17 erstreckt, wobei die Intensität des Ausleselicht­strahls 14 in der Abtastebene 15′ gleichmässig verteilt ist. Im Durchlass 17 begrenzt mit Vorteil eine Blende den Ausleselicht­ strahl 14. Die Blende ist beispielsweise ein Teil des Durchlasses 17. In der Transportrichtung 16 beträgt die Ausdehnung des Ausleselichtstrahls 14 nur einige Millimeter, vorteilhaft weniger als 5 mm.
  • Der Ausleselichtstrahl 14 (Figuren 2 und 3) durchsetzt im Durchlass 17 die Abtastebene 15′ und durchleuchtet ein rechteck­förmiges Auslesefeld 20 der im Durchlass 17 befindlichen Bank­note 10. Vom Auswertegerät 2 gesteuert, wird die Banknote 10 durch den Ausleselichtstrahl 14 in der Transportrichtung 16 geschoben, wobei das Auslesefeld 20 schrittweise die ganze Fläche der Banknote 10 bestreicht. Für jeden Schritt ordnet das Auswertegerät 2 dem Auslesefeld 20 einen Wert X einer Ablese­richtung 16′ zu, die der Transportrichtung 16 entgegengesetzt ist.
  • Durch die Banknote 10 (Figur 2) verändertes Licht 19′ dringt durch eine der Abtastebene 15′ zugewandte Eintrittseite 21 in den Auffänger 4 ein, der das Licht 19′ für die Detektoren 5, 5′ sammelt. Der Auffänger 4 verjüngt sich z. B. zu den Detektoren 5, 5′ hin in ein Anschlussstück 22, das das Licht 19′ auf die Detektoren 5, 5′ verteilt. Jeder Detektor 5 bzw. 5′ wandelt das durch ein Fenster der Detektoren 5, 5′ einfallende Licht 19′ proportional zu dessen Intensität in ein elektrisches Signal E um. Ueber Leitungen 23 sind die Detektoren 5, 5′ mit dem Auswertegerät 2 verbunden, die die Signale E dem Auswerte­gerät 2 zuführen.
  • Zwischen dem Anschlussstück 22 und dem Fenster jedes Detektors 5 bzw. 5′ ist vorteilhaft ein Filter 24 mit einer vorbestimmten spektralen Durchlasskennlinie angeordnet, damit jeder Detektor 5 bzw. 5′ eine Empfindlichkeit auf Licht 19′ aufweist, dessen Spektralbereich durch den Filter 24 beschränkt ist.
  • Die optische Ausgestaltung der Banknoten 10 des vorbestimmten Satzes von Nennwerten bestimmt die erforderliche Anzahl der Detektoren 5 bis 5′ und die geeigneten Durchlasskennlinien der Filter 24. Eine vorteilhafte Ausführung des Banknotenlesers 1 weist vier verschiedene Spektralbereiche auf. Sie liegen beispielsweise im Gebiet des blauen, des gelb-grünen, des roten und des infraroten Lichtes.
  • Solange sich keine Banknote 10 im Durchlass 17 befindet, registrieren die Detektoren 5, 5′ die Intensität und die spektrale Verteilung des Ausleselichtstrahls 14. Im Auswerte­gerät 2 weist das Signal E einen für jeden Spektralbereich eigenen Referenzpegel E₀ auf.
  • Die üblichen Banknoten 10 (Figuren 2 und 3) jedes Nennwertes bestehen aus einem vorbestimmten Papier und weisen auf beiden Seiten ein aufgedrucktes, farbiges vorbestimmtes Muster auf. Das im Auslesefeld 20 durch die Banknote 10 dringende Licht 19′ ist durch die Transparenz des Papiers und der Muster sowie durch den allfälligen Sicherheitsfaden auf eine vorbestimmte Weise in der spektralen Verteilung verändert und geschwächt. Während des Durchganges der Banknote 10 durch den Durchlass 17 ändern somit die Intensität und das Spektrum des Lichtes 19′, das die Banknote 10 durchdringt, in einer für jeden Nennwert der Bank­note 10 kennzeichnenden vorbestimmten Funktion der Werte X in der Ableserichtung 16′.
  • Die Transparenz der Banknote 10 wird über das ganze Auslese­feld 20 gemittelt, da für jeden vorbestimmten Spektralbereich nur ein einziges Signal E erzeugt wird. Im Auswertegerät 2 übernimmt die Recheneinheit 3′ bei jedem Schritt des Transport­systems den Momentanwert des Signals E und bildet nur einen einzigen Messwert der Transparenz für jeden der vorbestimmten Spektralbereiche für das ganze Auslesefeld 20.
  • Die Recheneinheit 3′ normiert mit Vorteil alle Messwerte der Transparenz vor dem Abspeichern auf den Referenzpegel E₀ des entsprechenden Spektralbereiches, um die von der Betriebszeit abhängigen Einflüsse der Lichtquelle 6 und der Empfindlichkeit der Detektoren 5, 5′ zu eliminieren. Die Messwerte werden zusammen mit dem Wert X der Ableserichtung 16′ im Speicher 3 abgelegt.
  • Der beschriebene Banknotenleser 1 weist den Vorteil auf, dass die gleichen Messwerte in der gleichen Reihenfolge gespeichert werden, unabhängig davon, ob die Vorderseite oder die Rückseite dem Auffänger 4 zugewandt ist, wenn nur das Abtasten bei einem vorbestimmten Rand der Banknote 10 beginnt.
  • Die Höhe des Signals E fällt beim Eintritt der Banknote 10 in den Ausleselichtstrahl 14 markant vom Referenzpegel E₀ ab. Das Auswertegerät 2 ordnet das erste Auslesefeld 20 der Stelle X=X₀ zu. Die Banknote 10 legt den Weg durch den Durchlass 17 in beispielsweise N Schritten zurück, wobei nacheinander die N Auslesefelder 20 die Banknote 10 flächendeckend bestreichen. Für jeden der Detektoren 5 bis 5′, d. h. für jeden vorbestimmten Spektralbereich, werden N Messwerte mit den zugeordneten Werten X₀ bis XN in den Speicher 3 abgelegt. Nach der N. Messung steigt das Signal E ebenso markant wieder auf den Referenz­pegel E₀ an, wenn die Banknote 10 an der Stelle X=XN+1 den Ausleselichtstrahl 14 verlassen hat. Der Wert der Differenz XN-­X₀ ist proportional zur Länge der Banknote 10, wobei die Werte X₀ bis XN vorteilhaft gleichmässig in der Ablese­richtung 16′ verteilt sind.
  • Da sich der Ausleselichtstrahl 14 über die ganze Breite B des Durchlasses 17 erstreckt und andererseits die Querdimension der Banknote 10 höchstens gleich oder kleiner als B ist, gelangt abhängig von der Querdimension der Banknote 10 neben dem durch die Banknote 10 veränderten Licht 19′ auch ein vorbestimmter Anteil von unverändertem Licht 19 des Ausleselichtstrahls 14 in den Auffanger 4. Der Abfall des Signals E hängt somit nicht nur von der Transparenz der Banknote 10 ab, sondern auch von der Breite der Banknote 10, wobei für schmale Banknoten 10 das Abfallen der Intensität und die Veränderung der spektralen Zusammensetzung des Lichtes 19′ weniger stark ausgeprägt ist als bei breiten. Die genaue Lage der Banknote 10 im Durchlass 17 beeinflusst das Signal E nicht, daher erübrigt sich mit Vorteil eine Einrichtung zum genauen seitlichen Führen der Banknote 10 im Durchlass 17.
  • Der Banknotenleser 1 vergleicht die Messwerte der Transparenz einer zu identifizierenden Banknote 10 mit Musterwerten eines vorbestimmten Satzes von Nennwerten, die im Speicher 3 abgelegt sind. Zur Bestimmung der Länge der Banknote 10 untersucht die Recheneinheit 3′ (Figuren 1 und 2), ob die Anzahl N der Mess­werte mit der Anzahl der Musterwerte für jeden Nennwert des vorbestimmten Satzes übereinstimmt. Weist die Banknote 10 die gleiche Länge wie eine aus dem vorbestimmten Satz der Nennwerte auf, so wird für jeden vorbestimmten Spektralbereich im Auswertegerät 2 auf bekannte Weise für jeden Wert X die Differenz zwischen dem auf den Referenzpegel E₀ normierten Messwert der Transparenz und dem entsprechend normierten Muster­wert dieses Nennwerts gebildet. Ein Korrelationswert wird aus den N Differenzen für jeden der vorbestimmten Spektralbereiche berechnet und mit einem vorbestimmt eingestellten Grenzwert verglichen. Die Banknote 10 wird nur als dieser Nennwert erkannt, wenn die Korrelationswerte über ihren Grenzwerten liegen. Ist diese Bedingung nicht erfüllt, wird die Banknote 10 als nicht identifizierbar zurückgewiesen.
  • Weisen mehrere Nennwerte die gleiche Länge wie die zu prüfende Banknote 10 auf und liegen deren Korrelationswerte über den Grenzwerten, so wird der Banknote 10 derjenige Nennwert zugeordnet, dessen Musterwerte die beste Korrelation zu den Messwerten der Transparenz aufweist.
  • Der vorbestimmte Satz der Musterwerte kann durch Ablesen von Banknoten 10 aus einem vorbestimmten Satz der vorbestimmten Nennwerte mittels des Banknotenlesers 1 selbst bei der Indienst­stellung oder bei einer Revision erzeugt werden. Auch eine Uebertragung der im Speicher 3 abgelegten Musterwerte von einem ersten Banknotenleser 1 zu einem anderen der gleichen Ausführung ist möglich.
  • Beispielsweise werden die Messwerte der Transparenz einer als echt erkannten Banknote 10 mit Vorteil zu einer Modifikation der Musterwerte dieses Nennwertes verwendet. Der Banknotenleser 1 passt sich so den kleinen Differenzen zwischen den verschiedenen Serien des gleichen Nennwertes an und verringert die Anzahl der zurückgewiesenen echten Banknoten 10.
  • Vorteilhaft erzeugt das Auswertegerät 2 als Ergebnis der Auswertung ein digitales Ausgangsignal an einem Ausgang 25, wobei es beispielsweise einer dem Nennwert der erkannten Bank­note 10 vorbestimmt zugeordneten Zahl entspricht, oder einen vorbestimmten Fehlerkode aufweist, falls das Auswertegerät 2 die Banknote 10 als nicht identifizierbar klassiert..
  • Mit Vorteil vergleicht die Recheneinheit 3′ auch für jeden Spektralbereich die N Messwerte, die in der umgekehrten Reihen­folge XN... X₀ aus dem Speicher 3 abgerufen werden, mit den N Musterwerten der Reihenfolge X₀...XN. Auf diese Art erkennt der Banknotenleser 1 Banknoten 10 unabhängig von einer der vier möglichen Lagen im Durchlass 17, wobei sich vorteilhaft eine mechanische Wendevorrichtung vor dem Banknotenleser 1 erübrigt.
  • Eine Banknote 10 von beispielsweise 20 cm Länge wird mittels eines Banknotenlesers 1, der gleichzeitig in vier Spektral­bereichen misst, bei einer in der Ausleserichtung 16′ gemessenen Breite des Auslesestrahls 14 von 4 mm in 50 Schritten flächen­deckend abgelesen, wobei das Auswertegerät 2 aus den Signalen E der vier Detektoren 5 bis 5′ in vier Spektralbereichen je 50 Messwerte erzeugt, d. h. die ganze Banknote 10 ist durch nur 200 Messwerte gekennzeichnet. Dies ist bei der Erkennung der Banknote 10 aus einer grossen Anzahl vorbestimmter Nennwerte von Vorteil und ermöglicht einen raschen Erkennungsvorgang.
  • Auch ein kontinuierlicher Vorschub ist vorteilhaft, wobei sich die Banknote 10 im ganzen Transportsystem mit gleichmässiger Geschwindigkeit bewegt, so dass die Banknote 10 weitgehend geschont wird. Von einer der Umlenkrollen 12 angetrieben, erzeugt ein hier nicht gezeigtes, an sich bekanntes Mittel ein Synchronisiersignal, das im Auswertegerät 2 einem hier nicht gezeigten Zähler zugeführt wird. Die Synchronisiersignale sind zeitlich derart gestaffelt, dass ein Synchronisiersignal immer dann erscheint, wenn sich die Banknote 10 um die Breite des Auslesefeldes 20 verschoben hat. Solange das Signal E auf dem Referenzpegel E₀ ist, ist der Zähler ausgeschaltet und auf den Zählerstand Null gestellt. Sobald das Signal E unter den Referenzpegel E₀ fällt, wird der Zähler eingeschaltet und der um eins erhöhte Zählerstand nach jedem Synchronisiersignal vom Speicher 3 übernommen. Der Zählerstand dient als Wert X, der die Auslesefelder 20 bzw. die Messwerte der Transparenz in der Reihenfolge des Abtastens numeriert.
  • Zum Erkennen von Banknoten 10 aus dem vorbestimmten Satz von Nennwerten reichen die gemessenen Transparenzwerte der flächen­decked über die Banknote 10 aneinandergereihten Auslesefelder 20 aus. Es ist sogar möglich, dass die Messwerte der Transparenz vorbestimmt nur für jeden beispielsweise zweiten Schritt ermittelt und abgespeichert werden. Je nach der Art der aufgedruckten Muster einer Banknote 10 reicht dieser reduzierte Satz von Messwerten für eine Identifikation der Banknote 10 oder ihrer Orientierung im Banknotenleser 1 aus.
  • Möglich ist auch eine Ausführung des Messystems, bei dem die Banknoten 10 im Querformat abgelesen werden, wobei die Breite B deren grösste Länge begrenzt.
  • In einer anderen Ausführung sind der Diffusor 7 und die Zylinderlinse 8 vorteilhaft durch Lichtleiter 26 (Figur 4) ersetzt, mittels derer das Licht 19 von der Lichtquelle 6 bis zur Abtastebene 15′ geführt wird. Die Lichtleiter 26 sind beispielsweise in Form eines Bündels von dünnen Fasern aus Kunststoff eingesetzt. Die Querschnittsform der Lichtleiter 26 ist auf der einen Seite der Lichtquelle 6 angepasst. Auf der anderen Seite endet das Bündel senkrecht auf der Abtastebene 15′ und weist die Querschnittsform des Ausleselichtstrahls 14 auf.
  • Der Ausleselichtstrahl 14 kann auch mittels einer in die Abtast­ebene 15′ (Figur 5) eingelassenen rechteckförmigen Blende 27 geformt werden. Weist die Lichtquelle 6 eine lineare Ausdehnung von der Länge B auf, erzeugt bereits eine Mattscheibe 28 eine gleichmässige Verteilung der Beleuchtungsstärke in der Blende 27, wobei vorteilhaft ein rinnenförmiger Spiegel 29 mit dem Querschnitt einer Parabel oder ein anderes astigmatisches optisches Abbildungsystem die Lichtausbeute der Lichtquelle 6 unterstützt.
  • Der Auffänger 4 (Figur 6) weist in der Transportrichtung 16 wenigstens die gleiche Abmessung auf wie der Ausleselicht­strahl 14 auf der Eintrittsseite 21. In der einfachsten Form besteht der Auffänger 4 aus einer Platte aus Lichtleiter­material, beispielsweise aus einem transparenten Kunststoff oder aus einem Glas, und weist vorteilhaft eine Trapezform bzw. die Form eines flachen, nicht hohlen Trichters mit einem rechteckigen Querschnitt auf, der sich gegen das Anschluss­stück 22 hin quer zur Transportrichtung 16 verjüngt.
  • Für den Auffänger 4 (Figur 7) ist auch ein astigmatisches Abbildungssystem über der Abtastebene 15′ verwendbar, in dessen Fokallinie wenigstens ein Filter 24 und ein Detektor 5 angeordnet sind und dessen Oeffnungsquerschnitt wenigstens die Abmessungen der Eintrittsseite 21 besitzt. Alles Licht 19′, das die Eintrittsseite 21 durchdringt, wird im Auffänger 4 in der Fokallinie des Abbildungssystems gesammelt. In der Ausführung gemäss der Figur 7 besteht der Auffänger 4 aus einer Licht­leiterplatte, deren Berandung eine ebene Randfläche an der Eintrittsseite 21 und eine parabelförmig gekrümmte Randfläche 30 aufweist. In die Lichtleiterplatte ist das Anschlussstück 22 eingelassen, das die Fokallinie der Randfläche 30 umschliesst und das das Licht 19′ zum Filter 24 und Detektor 5 leitet.
  • Vorteilhaft weist die Lichtleiterplatte des Auffängers 4 einen reflektierenden Belag 31 (Figur 6) auf allen Oberflächen mit Ausnahme der Eintrittsseite 21 und der Fläche des Anschluss­stücks 22 auf, der die Totalreflexion an den Grenzflächen der Lichtleiterplatte unterstützt.
  • Geeignet ist als Auffänger 4 auch ein Spiegelsystem, dessen reflektierende Flächen die Formen der mit dem Belag 31 überzogenen Flächen eines der oben beschriebenen Auffänger 4 aufweist und das einen nur mit Luft erfüllten Raum umschliesst.
  • In der Figur 8 sind zwei oder mehrere Auffänger 4, 4′ hintereinander in der Transportrichtung 16 angeordnet. Jeder weist seinen eigenen Ausleselichtstrahl 14 auf. Die Banknote 10 wird in den vorbestimmten Spektralbereichen nacheinander abgetastet. Die Auffänger 4, 4′ sind mit Vorteil aus einem Material gefertigt, das die vorbestimmte spektrale Durchlass­kennlinie aufweist, so dass jeder Detektor 5 bzw. 5′ nur Licht 19′ aus dem vorbestimmten Spektralbereich empfängt.
  • Mit der gleichen Wirkung ist auch die Verwendung von auf einen vorbestimmten Spektralbereich eingeengten bzw. monochromatischen Ausleselichtstrahlen 14 möglich. Beispielsweise wird der farbige Ausleselichtstrahl 14 aus weissem Licht 19 (Figur 4) mittels Lichtleiter 26 erzeugt, die aus einem Material mit der vorbestimmten spektralen Durchlasskennlinie gefertigt sind.

Claims (10)

1. Prüfeinrichtung für ein blattförmiges Gut mit einem Messystem das eine Lichtquelle zur Erzeugung eines Ausleselichtstrahls sowie wenigstens einen lichtempfindlichen Detektor zum zeilen­weisen optischen Abtasten des blattförmigen Gutes in mindestens einem vorbestimmten Spektralbereich aufweist, wobei der Auslese­lichtstrahl einen rechteckförmigen Querschnitt aufweist und das Gut in einem Auslesefeld einer Abtastebene beleuchtet, mit einem Transportsystem zum Transport des Gutes und mit einem an den Detektor angeschlossenen Auswertegerät zur Umwandlung der Signale des Detektors in Messwerte, dadurch gekennzeichnet, dass das Messystem (4 bis 9) auf der einen Seite der Abtastebene (15′) einen dem Detektor (5; 5′) zugeordneten optische Auffänger (4) und auf der anderen Seite der Abtastebene (15′) dem Auffänger (4) gegenüberliegend die Lichtquelle (6) mit einem Diffusor (7) aufweist, dass das Transportsystem (18, 18′) aus zwei Transport­einheiten (18; 18′) besteht, zwischen denen der Auffänger (4) und der Diffusor (7) einen Durchlass (17) für das Gut (10) bilden, dass der Auffänger (4) zum Sammeln des im gesamten Auslesefeld (20) durch das Gut (10) scheinenden Lichtes (19′) ausgebildet ist und dass das Auswertegerät (2) zur Bildung eines einzigen Mess­wertes der Transparenz im betreffenden Spektralbereich für das gesamte Auslesefeld (20) bei jeder Abtastung eingerichtet ist.
2. Prüfeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinheiten (18; 18′) und das Auswertegerät (2) derart ausgebildet sind, dass jeweils vor dem Weiterschieben des Gutes (10) durch den Durchlass (17) um die Breite des Auslese­feldes (20) im Auswertegerät (2) die Umwandlung eines einzigen Signals (E) aus dem Detektor (5; 5′) in einen einzigen Messwert der Transparenz für das gesamte Auslesefeld (20) erfolgt.
3. Prüfeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Filter (24) mit einer vorbestimmten spektralen Durchlasskennlinie zwischen dem Auffänger (4) und dem Detektor (5 bzw. 5′) angeordnet ist und dass der Detektor (5 bzw. 5′) nur eine Empfindlichkeit auf Licht (19′) aufweist, dessen Spektralbereich durch den Filter (24) beschränkt ist.
4. Prüfeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Auffänger (4) eine vorbestimmte spektrale Durchlasskennlinie aufweist.
5. Prüfeinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Auswertegerät (2) zum Erzeugen eines Messwertes der Transparenz für jeden durch die vorbestimmte spektrale Durchlasskennlinie bestimmten Spektralbereich des Lichtes (19′) aus jedem Auslesefeld (20) eingerichtet ist.
6. Prüfeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (6) eine lineare Ausdehnung von der Breite (B) des Durchlasses (17) aufweist.
7. Prüfeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Licht (19) des Ausleselichtstrahles (14) einen vorbestimmt eingeengten Spektralbereich aufweist.
8. Prüfeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung des Ausleselichtstrahles (14) zwischen der Lichtquelle (6) und der Abtastebene (15′) Licht­leiter (26) angeordnet sind.
9. Prüfeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung des Ausleselichtstrahles (14) unter der Abtastebene (15′) ein quer zur Transportrichtung (16) ausgerichtetes astigmatisches Abbildungssystem (29) angeordnet ist.
10. Prüfeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Auswertegerät (2) zum Ablegen der für das vorbestimmte Auslesefeld (20) erzeugten Messwerte der Transparenz einen Speicher (3) aufweist, dass der Speicher (3) Musterwerte für jeden Nennwert und für jeden Spektralbereich eines vorbestimmten Satzes von Banknoten enthält, dass eine Recheneinheit (3′) des Auswertegerätes (2) zum Vergleich der Musterwerte mit den entsprechenden Messwerten des Gutes (10) und zur Berechnung eines Korrelationssignals eingerichtet ist und dass ein Ausgang (25) des Auswertegeräts (2) zur Abgabe eines Ausgangsignales vorgesehen ist.
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