FI95418C - Sensor used to verify the authenticity of the security paper - Google Patents

Sensor used to verify the authenticity of the security paper Download PDF

Info

Publication number
FI95418C
FI95418C FI904392A FI904392A FI95418C FI 95418 C FI95418 C FI 95418C FI 904392 A FI904392 A FI 904392A FI 904392 A FI904392 A FI 904392A FI 95418 C FI95418 C FI 95418C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
watermark
sensor device
banknote
further characterized
sensor
Prior art date
Application number
FI904392A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI904392A0 (en
FI95418B (en
Inventor
Einar Gotaas
Original Assignee
Datalab Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from NO881060A external-priority patent/NO165697C/en
Application filed by Datalab Oy filed Critical Datalab Oy
Priority to FI904392A priority Critical patent/FI95418C/en
Publication of FI904392A0 publication Critical patent/FI904392A0/en
Publication of FI95418B publication Critical patent/FI95418B/en
Application granted granted Critical
Publication of FI95418C publication Critical patent/FI95418C/en

Links

Description

- 95418- 95418

Turvapaperin aitouden varmistamiseen käytettävä anturiSensor used to verify the authenticity of the security paper

Esillä oleva keksintö koskee paperisessa setelissä tai asiakirjassa olevan vesileiman tunnistamista ja hy-5 väksymistä tai hylkäämistä. Vesileiman kuvion täytyy sisältää erityinen piirre, nimittäin että se käsittää kaksi luonteenomaisen muodon omaavaa vierekkäin olevaa aluetta, joiden paksuus eroaa vastakkaisissa suunnissa setelin keskimääräisestä paksuudesta vesilema-alueessa samalla kun 10 sanat, pintatiheys (massa pinta-alayksikköä kohti) ja paksuus ovat muuttuvia suureita, kun taas massatiheys on vakio. Tämä on päinvastainen kuin tavallinen väärennetyn vesileiman muoto, joka on tehty kokoonpuristamalla arkkia muuttuvan paksuuden antamiseksi sille. Tässä tapauksessa 15 massatiheys ja paksuus muuttuvat käänteisessä suhteessa, kun taas pintatiheys pysyy vakiona. Aito vesileima muodostetaan "paksuusmoduloinnilla" paperin valmistusprosessissa, joten paperin massatiheys pysyy vakiona.The present invention relates to the identification and acceptance or rejection of a watermark on a paper banknote or document. The watermark pattern must have a special feature, namely that it comprises two adjacent areas of characteristic shape, the thickness of which differs in opposite directions from the average thickness of the banknote in the watermark area, while 10 words, surface density (mass per unit area) and thickness are variable when again, the mass density is constant. This is in contrast to the usual form of a counterfeit watermark made by compressing a sheet to give it a variable thickness. In this case, the mass density and thickness change inversely, while the surface density remains constant. A true watermark is formed by "thickness modulation" in the papermaking process, so the pulp density of the paper remains constant.

Jos paperinen seteli on varustettu sisäisellä tur-20 valangalla aitouden varmistamiseksi, tämä lanka voi myös toimia käyttökelpoisena testikohteena esillä olevan keksinnön muunnelmassa. Tällainen turvalanka voi koostua metallista, metalloidusta muovista, samanlaista materiaalia olevasta muovista.If the paper banknote is provided with an internal tur-20 thread to ensure authenticity, this thread may also serve as a useful test item in a variation of the present invention. Such a safety wire may consist of metal, metallized plastic, plastic of similar material.

. 25 Jonkin aikaa on ollut olemassa setelien ja asia kirjojen aitouden varmistavan nopean ja luotettavan menetelmän tarve setelien tarkistamisen yhteydessä kansallisissa pankeissa ja pienemmässä mitassa myös esimerkiksi seteleillä toimivissa myyntikoneissa.. 25 For some time, there has been a need for a rapid and reliable method of verifying the authenticity of banknotes and documents in connection with the verification of banknotes by national banks and, to a lesser extent, by, for example, banknote vending machines.

30 On tehty yrityksiä tämän ongelman ratkaisemiseksi .·* käyttämällä optisia tekniikoita, mutta nykyaikainen kopi ointitekniikka pystyy puijaamaan useimpia optisia ilmaisumenetelmiä. Vesileimaa pidetään edelleen riittävänä ja varmana tapana merkitä aito seteli, ja paksuuden mekaa-35 nista mittausta on aikaisemmin käytetty vesileimojen tes- 2 95418 taamiseksi. Tämä tekniikka ei kuitenkaan hyvin sovellu nopeaan koneelliseen menetelmään eikä ole kovin hyödyllinen, jos seteliin on tullut pieniä, satunnaisesti jakautuneita vioittumia. Sitä paitsi vesileiman paksuusmodu-5 laatiota voidaan suhteellisen yksinkertaisesti jäljitellä, kuten edellä on selitetty.30 Attempts have been made to solve this problem. · * Using optical techniques, but modern copying techniques are capable of tricking most optical detection methods. Watermarking is still considered an adequate and reliable way to mark a genuine banknote, and mechanical thickness measurement has previously been used to test watermarks. However, this technique is not well suited to the rapid mechanical method and is not very useful if small, randomly distributed damage has occurred to the banknote. Moreover, the watermark thickness modulus-5 can be relatively simply mimicked, as described above.

SE-hakemusjulkaisu nro 355 428 paljastaa mittaustekniikan, joka perustuu siihen, että ilmaeristeisen le-vykondensaattorin kapasitanssi muuttuu, kun esimerkiksi 10 seteli työnnetään elektrodilevyjen väliseen ilmaväliin.SE Application Publication No. 355,428 discloses a measurement technique based on the fact that the capacitance of an air-insulated plate capacitor changes when, for example, 10 banknotes are inserted into the air gap between the electrode plates.

Paperin paksuus tai oikeammin sanoen paperin pintatiheys on suhteessa havaittuun kapasitanssiin. Käytetään erikoisrakenteista kondensaattoria, jossa toisella elektrodilla on sama muoto kuin esimerkiksi etsityn vesileiman 15 paksunnetulla osalla. Kapasitanssin dynaaminen mittaus suoritetaan ohjattaessa seteli kondensaattorin läpi. Jos oikea vesileima kulkee sovitetun elektrodin ohi, kapasitanssi suurenee jyrkästi ennen maksimia ja pienenee jyrkästi tämän maksimin jälkeen, joka maksimi saavutetaan 20 juuri yhdenmukaisuuden esiintyessä. Käyrällä, joka esittää kapasitanssin muutosta (ajan tai setelin aseman funktiona), tulisi olla tietyn ehdon mukaan hyväksyttävä erityinen muoto tai muutoin se hylätään. SE-julkaisu viittaa myös mahdollisuuteen tehdä tällainen analyysi kahdesti, 25 ensin paksunnetulle kuviolle ja sen jälkeen ohennetulle kuviolle, jotka tavallisesti kuuluvat samaan vesileimaan.The thickness of the paper, or rather the surface density of the paper, is proportional to the observed capacitance. A specially designed capacitor is used, in which the second electrode has the same shape as, for example, the thickened part of the watermark 15 sought. The dynamic measurement of capacitance is performed by guiding the banknote through a capacitor. If the correct watermark passes the matched electrode, the capacitance increases sharply before the maximum and decreases sharply after this maximum, which maximum is reached just when uniformity occurs. A curve showing the change in capacitance (as a function of time or banknote position) should have a specific shape acceptable under a certain condition or else it will be rejected. The SE publication also refers to the possibility of performing such an analysis twice, first for a thickened pattern and then for a thinned pattern, which usually belong to the same watermark.

Edellä mainitulla kapasitiivisella anturilaitteel-la on kuitenkin muutamia huonoja puolia tai heikkouksia: Ensiksikään tämä laite ei pysty näkemään ohuiden ja 30 paksujen paperiarkkien välistä eroa. Syynä tähän on se, : että mittaus on luonteeltaan dynaaminen ja että se ilmai see vain kapasitanssin muutoksen vesileiman kulkiessa anturin läpi. Paperin absoluuttisen paksuuden ilmaisevaa signaalia ei tästä syystä esiinny, vaan ainoastaan signaa-35 li, joka ilmaisee paksuuden muutokset. Täten paperin laa-However, the above-mentioned capacitive sensor device has a few disadvantages or weaknesses: First, this device cannot see the difference between thin and 30 thick sheets of paper. The reason for this is that the measurement is dynamic in nature and only indicates a change in capacitance as the watermark passes through the sensor. For this reason, a signal indicating the absolute thickness of the paper does not occur, but only a signal indicating the changes in thickness. Thus, the paper

IIII

3 95418 tua ei voida tutkia setelin kulkiessa läpi. Tämä laite ei myöskään ilmaise kaksinkertaista tai moninkertaista, usean paperin samanaikaista syöttämistä.3 95418 cannot be examined as the banknote passes. This device also does not indicate double or multiple, multiple paper feeds at the same time.

Kapasitanssin molemmat elektrodit on sovitettu säh-5 köisesti "kelluviksi" maahan nähden, joka tuo mukanaan stabiilisuutta ja ulkoisten sähkömagneettisten kenttien vaikutusta koskevia ongelmia.Both electrodes of the capacitance are electrically adapted to be "floating" with respect to the ground, which brings with them problems of stability and the effect of external electromagnetic fields.

Tunnetun laitteen tärkein heikkous on kuitenkin, että käytettävä dynaaminen mittausperiaate merkitsee si-10 tä, että anturilaitetta voidaan puijata esimerkiksi vesileima-alueessa olevalla reiällä, joka voidaan tulkita hyväksyttäväksi vesileimaksi. Arvellaan että tämän täytyy olla pääsyynä sille, miksi mainittu anturilaite ei ole saavuttanut laajaa tunnustusta tai miksi suurin osa myyn-15 tikoneiden tai setelien testauskoneiden valmistajista ei ole ottanut sitä käyttöön.However, the main weakness of the known device is that the dynamic measuring principle used means that the sensor device can be guided by, for example, a hole in the watermark area, which can be interpreted as an acceptable watermark. It is thought that this must be the main reason why said sensor device has not gained widespread recognition or why most manufacturers of vending machines or banknote testing machines have not adopted it.

Ennestään tunnetun anturilaitteen rakenne näyttää lisäksi olevan tarpeettoman mutkikas, ja se täytyy konstruoida kahdennettuna laitteena, jotta sillä voidaan tes-20 tata normaali vesileima, jossa on sekä ohennettuja että paksunnettuja osia.Furthermore, the structure of the prior art sensor device appears to be unnecessarily complicated and must be constructed as a duplicate device in order to test a normal watermark with both thinned and thickened parts.

Esillä olevan keksinnön menetelmän ja laitteen käyttämisellä aikaansaadaan se, että aito vesileima tulee tunnistetuksi, kun taas väärennetty, painettu sitä jäl-25 jittelevä merkki tuottaa poikkeavan signaalin. Lisäksi aikaansaadaan se, että vain oikein muodostettu vesileima tuottaa tunnistussignaalin, kun taas paperissa olevat reiät tai muut eri tavoin muodostetut paperin paksuus-modulaatiot ilmaistaan helposti. (Reikä esimerkiksi ai-30 heuttaa kapasitanssin mittausarvon, joka poikkeaa sekä positiivisessa että negatiivisessa suunnassa, kun reiän reunat ovat anturialueessa, päinvastoin kuin ennestään tunnetulla laitteella, joka pystyy antamaan vain positiivisen signaalin, kun kapasitanssiarvo muuttuu.) Sitäpait-35 si voidaan suorittaa paperin paksuuden tai laadun abso- 4 95418 luuttinen mittaus. Tällainen absoluuttinen paksuuden mittaus antaa tämän keksinnön mukaiselle laitteelle sen edun, että kaksoissyötön tai mahdollisesti usean päällekkäin olevan setelin esiintyminen mitataan aivan kuin vastaavas-5 ti paksumpi paperi, ja tällaisen tapauksen esiintyminen voidaan näin ollen osoittaa yksinkertaisella tavalla. Tämä on piirre, joka voi olla hyödyllinen monissa tapauksissa. Lisäksi suoritetaan nopeasti ja yksinkertaisesti mittaus, joka käsittää vesileiman sekä paksut että ohuet osat. Si-10 säinen turvalanka voidaan myös tunnistaa.By using the method and apparatus of the present invention, it is achieved that a genuine watermark becomes identifiable, while a forged, printed counterfeit mark produces an anomalous signal. In addition, it is provided that only a properly formed watermark produces an identification signal, while holes in the paper or other differently formed paper thickness modulations are easily detected. (Hole ai-30, for example, throws a capacitance measurement that deviates in both positive and negative directions when the hole edges are in the sensor region, as opposed to a prior art device that can only give a positive signal when the capacitance value changes.) or absolute 9 95418 lute measurement of quality. Such an absolute thickness measurement gives the device according to the invention the advantage that the presence of a double feed or possibly several overlapping banknotes is measured just like a correspondingly thicker paper, and the presence of such a case can thus be demonstrated in a simple manner. This is a feature that can be useful in many cases. In addition, a measurement comprising both the thick and thin parts of the watermark is performed quickly and simply. The Si-10 weathered security wire can also be identified.

Nämä ja muut edut saadaan menetelmällä, jolla hyväksytään vesileimalla varustettu seteli tai asiakirja, jonka vesileiman kuvio käsittää kaksi luonteenomaisen muodon omaavaa vierekkäistä aluetta, joiden paikallinen pin-15 tatiheys (massa per pinta-alayksikkö) on selvästi suurempi tai vastaavasti pienempi kuin setelin pääosan keskimääräinen pintatiheys vesileima-alueessa, jolle menetelmälle on tunnusomaista, että setelin tai asiakirjan vesileima tai sen luonteenomaiset osat saatetaan asemaan, joka vas-20 taa kaksiosaista, kaksoisaktiivista kapasitiivista anturi-laitetta, joka käsittää yhteisen kondensaattorin toisena puolena tasaisen metallilevyn, joka voidaan kytkeä maahan, ja joka anturilaite kondensaattorin toisella puolella on jaettu kahdeksi metallilevyksi, jotka molemmat sijaitsevat 25 samassa tasossa ja joiden muoto on sovitettu kummankin < mainitun luonteenomaisen muodon omaavan vierekkäisen alueen tai niiden luonteenomaisten osien muodon mukaan ja jotka on sähköisesti erotettu toisistaan, kuitenkin siten että niitä erottava etäisyys on merkityksettömän pieni 30 mainittujen kahden levyn pinnan muihin mittoihin verrattuna, jolloin anturista saatavan kaksoisulostulosignaalin * asetettu symmetriaominaisuus häiriintyy ennalta määrätyllä tavalla, kun oikea vesileima on yhdenmukainen mainittujen kahden anturilevyn kanssa, jota symmetriaominaisuutta an-35 turilaitteeseen kytketty signaalinkäsittelylaitteisto jät- 5 95418 kuvasti valvoo, joka menetelmä myöskin ilmenee jäljempänä olevasta patenttivaatimuksesta 1.These and other advantages are obtained by a method of accepting a watermarked banknote or document whose watermark pattern comprises two adjacent areas of a characteristic shape with a local pin-15 density (mass per unit area) well above or corresponding to the average surface density of the main banknote. in a watermark area characterized by the method of placing the watermark or characteristic portions of the banknote or document in a position corresponding to a two-part, dual-active capacitive sensor device comprising a flat metal plate on one side of a common capacitor that can be connected to ground; the sensor device on the other side of the capacitor is divided into two metal plates, both of which are located in the same plane and the shape of which is adapted to the shape of the adjacent region or of the characteristic parts of each of said characteristic shapes and which are electrically separated from each other, however, so that the distance separating them is insignificant compared to other dimensions of the surface of said two plates, whereby the set symmetry characteristic of the dual output signal * from the sensor is disturbed in a predetermined manner when the correct watermark is consistent with said two sensor plates. the signal processing apparatus connected to the turing device is monitored, which method is also apparent from claim 1 below.

Muita etuja saavutetaan käyttäen muissa patenttivaatimuksissa esitettyä menetelmää ja laitetta.Other advantages are achieved using the method and apparatus set out in the other claims.

5 Joissakin tapauksissa paperin paksuudessa voi esiintyä suhteellisen voimakkaita vaihteluita, jotka ovat jakautuneet satunnaisesti setelin alueelle. Silloin voi olla edullista käyttää vain osaa vesileimasta koko vesi-leiman sijasta suuremman turvallisuuden saamiseksi näiden 10 paksuuden satunnaisvaihteluiden mittausten vaikutusta vastaan. On mahdollista valita vesileiman "luonteenomainen osa", ottamalla huomioon että tämä osa sisältää vesileiman sekä paksunnettuja että ohennettuja alueita. Tätä vesileiman osaa ei ilmeisestikään saisi tehdä liian pieneksi, 15 koska vesileiman luonteenomaiset piirteet silloin häviävät ja lisäksi mittaussignaali (kapasitanssi) on liian pieni.5 In some cases, there may be relatively large variations in the thickness of the paper, randomly distributed over the area of the banknote. In that case, it may be advantageous to use only a part of the watermark instead of the whole watermark in order to obtain greater security against the effect of these measurements of random variations in thickness. It is possible to select the "characteristic part" of the watermark, taking into account that this part contains both thickened and thinned areas of the watermark. This part of the watermark should obviously not be made too small, because the characteristic features of the watermark then disappear and, in addition, the measurement signal (capacitance) is too small.

"Kaksiosainen kaksoisaktiivinen kapasitiivinen anturi" on pääasiallisesti tarkoitettu merkitsemään levy-tyyppistä kondensaattoria, jossa eristeenä on ilma ja jon-20 ka kondensaattorin toisella puolella on metallinen elekt-rodilevy, joka on leikattu kahteen osaan ja jossa näitä kahta osaa käytetään aivan samalla tavalla mitattaessa niiden ja kondensaattorin toisella puolella sijaitsevan yksiosaisen yhteisen elektrodilevyn välistä kapasitans-25 siä. Tämä eroaa varsin selvästi esimerkiksi edellä maini tussa SE-hakemusjulkaisussa nro 355 428 paljastetusta tapauksesta, jossa esiintyy kaksiosainen kondensaattorilevy, mutta vain yksi keskiosa on aktiivinen "kapasitanssin mittauksen" merkityksessä, kun taas toisen, ulomman osan teh-30 tävänä on ohjata sähköisiä kenttäviivoja, ts. se on niin ·[ sanottu "suojarengas".A "two-part double-active capacitive sensor" is mainly intended to denote a plate-type capacitor with air insulation and a metal electrode plate on the other side of the capacitor, cut into two parts and using these two parts in exactly the same way to measure their and capacitance-25 between a one-piece common electrode plate on the other side of the capacitor. This differs quite clearly, for example, from the case disclosed in the aforementioned SE Application No. 355,428, where a two-part capacitor plate is present, but only one central part is active in the sense of "capacitance measurement", while the other outer part is used to control electric field lines, i.e. .it is so · [so-called "protective ring".

Keksintö selitetään nyt lähemmin viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää setelin osaa, joka sisältää olete- 35 tun aidon vesileiman, 6 95418 kuvio 2 esittää ylempää kaksoiskondensaattorin levyä, joka on konstruoitu tämän keksinnön mukaan siten, että se ilmaisee oletetun vesileiman, kuvio 3 esittää sivukuvannossa kokonaista, keksin-5 nön mukaista kaksiosaista kondensaattoria, jossa on ylempi ja alempi levy, kuvio 4 esittää esimerkkiä keksinnön mukaisesta sähköisen signaalin käsittelypiiristä, joka sisältää mainitun kaksiosaisen kondensaattorin, 10 kuvio 5 esittää kuvion 4 signaalinkäsittelypiirin eräästä osasta saatavan ulostulosignaalin yhtä tiettyä muotoa, kuvio 6 esittää toista esimerkkiä keksinnön mukaisesta sähköisen signaalin käsittelypiiristä, ja 15 kuvio 7 esittää kuvion 6 signaalinkäsittelypiirin osista saatavien ulostulosignaalien yhtä muotoa.The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which Figure 1 shows a portion of a banknote containing a putative genuine watermark, Figure 95 shows an upper dual capacitor plate constructed in accordance with the present invention to indicate a putative watermark, Figure 3 shows in a side view of a complete two-part capacitor according to the invention with an upper and a lower plate, Fig. 4 shows an example of an electrical signal processing circuit according to the invention including said two-part capacitor, Fig. 5 shows one particular form of an output signal from a part of the signal processing circuit of Fig. 6 shows another example of an electrical signal processing circuit according to the invention, and Fig. 7 shows one form of output signals obtained from parts of the signal processing circuit of Fig. 6.

Kuvio 1 esittää osaa setelistä 1, joka käsittää aidon vesileiman 2a, 2b, jolla on erityinen kuvallinen muoto, tässä tapauksessa kaksi samankeskistä pyöreätä 20 aluetta 2a ja 2b. Yleisesti vesileimalla voi tietenkin olla mutkikkaampi muoto, mutta tässä on valittu pyöreä muoto yksinkertaisuuden vuoksi.Figure 1 shows a part of a banknote 1 comprising an authentic watermark 2a, 2b with a special pictorial shape, in this case two concentric circular areas 2a and 2b. In general, of course, the watermark may have a more complex shape, but a circular shape has been chosen here for simplicity.

Vesileima on muodostettu paperin valmistusprosessissa, ja se käsittää yhden paksun alueen 2a, jonka pak-25 suus on T + ΔΤ, ja toisen ohennetun alueen 2b, jonka paksuus on T + ΔΤ, paperin keskimääräisen paksuuden vesileiman ympärillä ollessa T. Paikallinen massatiheys on pääasiallisesti vakio kaikkialla paperissa, joka on valmistettu siten, että se on homogeenista. Täten paikallinen 30 pintatiheys, so. massa per pinta-alayksikkö, suurenee pak-' sussa alueessa 2a, kun taas paikallinen pintatiheys on pieni alueessa 2b.The watermark is formed in the papermaking process and comprises one thick region 2a having a thickness of T + ΔΤ and another thinned region 2b having a thickness of T + ΔΤ, the average thickness of the paper around the watermark being T. The local pulp density is essentially constant throughout the paper, made so that it is homogeneous. Thus, the local surface density 30, i. mass per unit area, increases in the thick area 2a, while the local surface density is small in the area 2b.

Huomattakoon että, päinvastoin kuin tässä, saman muodon omaavan painetun kuvion sisältävällä paperilla on 35 vaihteleva massatiheys ja vakio pintatiheys.It should be noted that, in contrast to the present, paper having a printed pattern of the same shape has a variable pulp density and a constant surface density.

li 7 95418li 7 95418

Kokemusperäisesti tiedetään, että painettu (so. väärennetty) leima, huolimatta oikean luonteen omaavasta paksuuden vaihtelusta, antaa käytännöllisesti katsoen va-kiokapasitanssin, kun se johdetaan kahden kondensaatto-5 rilevyn väliin, johtuen siitä että pintatiheys on vakio. Päinvastaisessa tapauksessa vaihtelevan pintatiheyden omaava aito vesileima antaa vaihtelevan kapasitanssiar-von, joka on verrannollinen pintatiheyteen ja joka on helposti mitattavissa.It is known empirically that a printed (i.e., counterfeit) stamp, despite a variation in thickness of the correct nature, provides a virtually constant capacitance when passed between two condensate plates due to the constant surface density. Otherwise, a genuine watermark with a variable surface density will give a variable capacitance value that is proportional to the surface density and easily measurable.

10 Kuvio 2 esittää kondensaattorin kaksiosaista elek- trodilevyä. Levy voi käsittää esimerkiksi lasikuidusta tehdyn painetun piirilevyn 3, jossa on metalliin, mieluimmin kupariin, syövytetty kuvio, jonka muoto on sovitettu kuviossa 1 esitetyn kuvion mukaan. Kuparia olevan 15 sisemmän pyöreän alueen 6 halkaisija on olennaisesti sama kuin alueen 2a. Kuparia olevalla ulommalla renkaalla 4 on pääasiallisesti samat mitat kuin alueella 2b. Pyöreää aluetta 6 ja rengasmaista aluetta 4 erottaa pieni väli 5.Figure 2 shows a two-part electrode plate of a capacitor. The board may comprise, for example, a printed circuit board 3 made of fiberglass having an etched pattern on a metal, preferably copper, the shape of which is adapted to the pattern shown in Fig. 1. The diameter of the inner circular region 6 of copper 15 is substantially the same as that of the region 2a. The outer ring 4 of copper has essentially the same dimensions as the region 2b. The circular area 6 and the annular area 4 are separated by a small gap 5.

Välin 5 leveys voi olla esimerkiksi 0,1 mm sisemmän pyö-20 reän alueen 6 ja ulomman ympäröivän alueen 4 halkaisijoiden ollessa vastaavasti 10,0 mm ja 14,3 mm. (Nämä halkaisijat antavat mainituille kahdelle osalle saman pinta-alan, joka voi olla käytännöllistä, mutta ei kuitenkaan välttämätöntä.) 25 Kuviossa 3 painettu piirilevy 3 esiintyy jälleen, » * « ja siinä kupariset alueet 4 ja 6 muodostavat toisen puolen kaksiosaisesta kondensaattorista, joka nähdään sivu-kuvannossa. Kondensaattorin vastakkaisella puolella on yksi, lasikuitulevyllä 8 sijaitseva yhteinen kuparielekt-30 rodi 7. Johtimet on esitetty kaaviollisesti viitenume-\ roilla 9, 10 ja 11, mutta nämä tulisi kuitenkin tehdä mah dollisimman lyhyiksi. Kondensaattorilevyjen välinen etäisyys d valitaan sopivasti suhteessa suurimpaan sallittuun paperin paksuuteen, esimerkiksi etäisyys d on noin 0,2 mm.The width of the gap 5 may be, for example, 0.1 mm, the diameters of the inner circular region 6 and the outer surrounding region 4 being 10.0 mm and 14.3 mm, respectively. (These diameters give for the two part of the same area, which can be convenient, but not necessary.) 3 Print 25 shows a circuit board 3 occurs again, »*« and the copper areas 4 and 6 form one side of the two-part capacitor which is seen page-view. On the opposite side of the capacitor there is one common copper electrode 30 on the fiberglass plate 8. The conductors are shown schematically by reference numerals 9, 10 and 11, but these should nevertheless be made as short as possible. The distance d between the capacitor plates is suitably selected in relation to the maximum permissible paper thickness, for example the distance d is about 0.2 mm.

8 954188 95418

Esimerkki hyvin sopivasta signaalinkäsittelypiiris-tä, joka tunnistaa oikean vesileiman, on esitetty kuviossa 4. Kaksiosaisia kondensaattoreita, jotka alue 4 ja yhteinen elektrodi 7 sekä vastaavasti alue 6 ja yhteinen 5 elektrodi 7 muodostavat, edustavat kuviossa 4 vastaavasti kondensaattorit C4 ja C6. Sopivat vastukset R4 ja R6 ovat, yhdessä mainittujen kondensaattorien kanssa, komponentit, jotka määräävät kummankin vastaavan niin sanotun monosta-biilin multivibraattorin 12 ja 13 epästabiilien tilojen 10 kestoajat T4 ja T6 määrittelevät aikavakiot, jotka multi-vibraattorit on lisäksi kytketty toisiinsa. Ulostulosignaali Uut, joka on voitu saada toisesta multivibraattoris-ta, vaihtelee kuviossa 5 esitetyllä tavalla. Tämä signaali on tyypillinen sakara-aaltosignaali, jossa muutokset kah-15 den vakiojännitetason välillä ovat nopeat. Ne ajat, joiden aikana signaali pysyy kummallakin tasolla muutosten välillä, ovat vastaavasti T4 ja T6.An example of a very suitable signal processing circuit recognizing the correct watermark is shown in Fig. 4. The two-part capacitors formed by the region 4 and the common electrode 7 and the region 6 and the common electrode 7, respectively, are represented in Fig. 4 by the capacitors C4 and C6, respectively. Suitable resistors R4 and R6, together with said capacitors, are components which determine the durations T4 and T6 of the unstable states 10 of each of the respective so-called monostable multivibrators 12 and 13, which further define the time constants, which multi-vibrators are further connected to each other. The output signal Uut, which may have been obtained from the second multivibrator, varies as shown in Fig. 5. This signal is a typical square wave signal in which changes between two constant voltage levels are rapid. The times during which the signal remains at both levels between changes are T4 and T6, respectively.

Parametrien arvojen, so. elektrodien alueiden 4 ja 6 sekä vastusten R4 ja R6, sopivalla valinnalla T4:lle ja 20 T6:lle voidaan antaa esimerkiksi yhtäsuuri kestoaika, kun kondensaattoreihin pannaan ilman vesileimaa oleva paperi, jonka paksuus on tasainen. Tässä tapauksessa ulostulosignaali Uut tulee olemaan symmetrinen sakara-aaltosignaali, ja T4 on yhtäsuuri kuin T6. Niin pian kuin näiden kahden 25 kondensaattorin C4 ja C6 kapasitanssiarvo muuttuu, kummal- • · lakin eri suuntaan, saadaan sakara-aaltosignaalin symmetrian selvä poikkeama, esimerkiksi sellaiseen muotoon kuin kuviossa 5 on esitetty, jossa T4 ja T5 ovat eri suuret.The values of the parameters, i.e. by suitable selection of the regions 4 and 6 of the electrodes and the resistors R4 and R6, T4 and T6 can be given, for example, an equal duration when a paper of uniform thickness is applied to the capacitors without a watermark. In this case, the output signal Uut will be a symmetrical square wave signal, and T4 is equal to T6. As soon as the capacitance value of the two capacitors C4 and C6 changes, in each of the different directions, a clear deviation of the symmetry of the square wave signal is obtained, for example in the form shown in Fig. 5, where T4 and T5 are different.

Niin kauan kuin Uut on symmetrinen, sen keskiarvo 30 sijaitsee mainittujen kahden jännitetason puolivälissä, esimerkiksi 0 voltissa. Epäsymmetrisellä signaalilla, johtuen kapasitanssiarvojen C4 ja C6 välisestä epäbalanssista, saadaan poikkeava keskiarvo, joka oikeaan ja vastaavaan anturin asemaan tuodun oikean vesileiman tapauksessa on 35 erityinen maksimiarvo.As long as Uut is symmetrical, its average 30 is located halfway between the two voltage levels, for example 0 volts. The asymmetric signal, due to the imbalance between the capacitance values C4 and C6, gives a deviating average, which in the case of a correct watermark applied to the correct and corresponding position of the sensor is a specific maximum value of 35.

Il 9 95418Il 9 95418

Eräs yksinkertainen elin tällaisen keskiarvon saamiseksi on alipäästösuodin, jonka kuviossa 4 muodostavat vastus Ri ja kondensaattori Cx. Jännite U,*. on siten tasa-jännite, joka edustaa jännitteen Uut keskiarvoa. Aito ve-5 sileima voidaan tunnistaa mittaamalla UDC, jos kondensaat- torilevyjen alueet 4 ja 6 on konstruoitu sopivasti vesi-leiman muodon mukaan tai vesileiman luonteenomaisen piirteen mukaan.One simple means for obtaining such an average is a low-pass filter formed in Fig. 4 by a resistor Ri and a capacitor Cx. Voltage U, *. is thus a direct voltage representing the average of the voltage Uut. A genuine ve-5 stamp can be identified by measuring the UDC if the areas 4 and 6 of the capacitor plates are suitably constructed according to the shape of the watermark or according to the characteristic feature of the watermark.

On hyvin vaikeata aikaansaada oikea tasajännite UDC 10 millään muulla tavalla kuin siten, että oikea vesileiman on yhdenmukainen elektrodilevyjen 4 ja 6 muodostaman kuvion kanssa. Varmuus perustuu tarkasti siihen, että hyväksymisen välttämättömänä edellytyksenä oleva maksimi epäba-lanssi kapasitanssien välillä saavutetaan vain tällaisen 15 yhdenmukaisuuden tapauksessa.It is very difficult to obtain the correct DC voltage UDC 10 by any means other than that the correct watermark is consistent with the pattern formed by the electrode plates 4 and 6. The certainty is based precisely on the fact that the maximum imbalance between capacitances, which is a prerequisite for acceptance, is only achieved in the case of such 15 uniformities.

Jotta saavutetaan korkea turvallisuusaste ulkoisten sähkökenttien (kohinan) epätoivottavaa vaikutusta vastaan ja kahden perättäisen kapansitanssimittauksen (levyt 4 ja 6 vuorotellen) välisen ylikuulumisen välttämiseksi, 20 on edullista, että kummankin monostabiilin multivibraat-torin kondensaattorisisäänmeno on kytketty sisäiseen transistoriin, joka oikosuljetaan maahan kunkin epästabiilin jakson osan välillä olevaksi koko stabiilin jakson osan ajaksi. Tällä saavutetaan: 25 a) että se osakondensaattori, jota kullakin het kellä ei olla mittaamassa, on maadoitettu, joten vain kulloinkin aktiivisesta levystä lähtevät kenttäviivat kulkevat paperin läpi ja tulevat yhteiselle levylle 7. Tämä antaa mahdollisimman pienen ylikuulumisen kahden mittauk-30 sen välillä, koska toinen osakondensaattori pidetään va-·' ' kiopotentiaalissa samalla kun toista varataan ja kääntäen; b) että paperissa oleva staattinen sähkö johdetaan maahan, koska seteli koko ajan on kosketuksessa maan potentiaalissa oleviin alueisiin paperin molemmin puolin.In order to achieve a high degree of safety against the undesired effect of external electric fields (noise) and to avoid crosstalk between two successive capacitance measurements (plates 4 and 6 alternately), it is preferable that the capacitor input of each monostable multivibrator is connected to an internal transistor for the entire part of the stable period. This achieves: 25 a) that the subcapacitor which is not currently being measured is grounded, so that only the field lines emanating from the currently active plate pass through the paper and come to the common plate 7. This gives the least possible crosstalk between the two measurements, because the second subcapacitor is held at the · '' ki potential while the other is charged and inverted; (b) that the static electricity in the paper is conducted to the ground because the banknote is in constant contact with areas of the ground on both sides of the paper.

10 9541810 95418

Toinen esimerkki hyvin sopivasta signaalinkäsitte-lypiiristä on esitetty kuviossa 6. Tässä monostabiilit multivibraattorit 16 ja 17 on kytketty rinnan sakarapuls-sioskillaattorin 14 jälkeen, joka Hipaisee molemmat mul-5 tivibraattorit samanaikaisesti. Kummankin multivibraatto-rin 16 ja 17 epästabiilin jännitetason kestoajan määräävät tässäkin kondensaattori C4 ja C6, jotka on kytketty multivibraattoreihin. Multivibraattorien ulostuloihin, jotka kumpikin on kytketty kello/logiikkapiiriin 15, ke-10 hittyy kaksi sakarapulssijonoa, jotka ovat samanlaiset, so. ajallisesti symmetriset, kun kondensaattoreilla C4 ja C6 on eristeenä tasaisen paksuuden omaava paperi, mutta poikkeavat toisistaan ajallisen symmetrian osalta, kun pintatiheyksillä on eri arvot. Esimerkkejä signaalien Uut4 15 ja Uut6 käyrämuodoista esitetään kuviossa 7. Tässä on esitetty tietty määrä epäbalanssia pulssien kestoaikojen ollessa erisuuret. Aikaeron 2 T mittaa kello/logiikkapiiri 15, joka sen jälkeen vertaa tätä arvoa haluttuun arvoon, joka vastaa yhdenmukaisuutta oikean vesileiman kanssa.Another example of a well-suited signal processing circuit is shown in Figure 6. Here, the monostable multivibrators 16 and 17 are connected in parallel after the square pulse oscillator 14, which taps both multi-5 tivibrators simultaneously. Here again, the duration of the unstable voltage level of each multivibrator 16 and 17 is determined by the capacitors C4 and C6 connected to the multivibrators. The outputs of the multivibrators, each connected to the clock / logic circuit 15, are powered by two choke pulses which are similar, i. are symmetrically temporally when the capacitors C4 and C6 are insulated with a paper of uniform thickness, but differ in time symmetry when the surface densities have different values. Examples of the waveforms of the signals Uut4 15 and Uut6 are shown in Figure 7. A number of imbalances are shown here with different pulse durations. The time difference 2 T is measured by the clock / logic circuit 15, which then compares this value with a desired value corresponding to compliance with the correct watermark.

20 (Oskillaattori 14 voidaan haluttaessa tahdistaa ulkoiseen prosessiin esimerkiksi siinä yhteydessä, kun seteli syötetään kondensaattorilevyillä varustettuun tes-tialueeseen. Tätä on kuviossa 6 esitetty viitenumerolla 18. ) . 25 Viimeksi mainittu mittausmenetelmä on nopea (vä lillä 10-100 ps) aikaerojen digitaalisen mittauksen ansiosta. Tässä tapauksessa täytyy kuitenkin hyväksyä tietty määrä ylikuulumista, koska kumpikin kapasitanssi mitataan samanaikaisesti ja koska kondensaattorit 4 ja 6 si-30 jaitsevat lähellä toisiaan ja koska niillä on yhteinen vastaelektrodi 7.20 (The oscillator 14 can be synchronized to an external process, if desired, for example when the banknote is fed to a test area with capacitor plates. This is shown in Fig. 6 by reference numeral 18.). 25 The latter measurement method is fast (between 10-100 ps) thanks to the digital measurement of time differences. In this case, however, a certain amount of crosstalk must be accepted because both capacitances are measured simultaneously and because capacitors 4 and 6 si-30 are located close to each other and because they have a common counter electrode 7.

Kummankin mainitun mittauspiirin, jotka toimivat vain multivibraattorien ollessa "samanvaiheiset tai vas-takkaisvaiheiset", yhteisenä piirteenä on, että mainittu-35 jen kahden kondensaattorin välinen ylikuuluminen ei si- 11 95418 säilä kovin paljon muita taajuuksia kuin itse muutostaa-juuden. Täten kapasitanssin ohjaamien multivibraattorien pysäytysliipaisukohtien stabiilisuus on varmistettu. (Päinvastaisessa tapauksessa, jos mainitut kaksi multi-5 vibraattoria värähtelevät vapaasti suhteessa toisiinsa, tosin sanoen eri taajuuksilla, on olemassa vaara, että toisen kondensaattorin varauskäyrään superponoituu esimerkiksi jonkin verran suurempi taajuus, joka aiheuttaa epävarmuutta/epästabiilisuutta pysäytysliipaisukohtaan.) 10 Käytettäessä keksinnön mukaista laitetta tapahtuu seuraavaa:A common feature of both said measuring circuits, which operate only when the multivibrators are "in-phase or in-phase", is that the crosstalk between said two capacitors does not retain very many frequencies other than the change frequency itself. Thus, the stability of the stop trigger points of the capacitance-controlled multivibrators is ensured. (Conversely, if the two multi-5 vibrators oscillate freely relative to each other, i.e. at different frequencies, there is a risk that the charge curve of the second capacitor will be superimposed, for example, by a somewhat higher frequency, causing uncertainty / instability at the stop trigger point.) the following:

Tarkastettava seteli siirretään automaattisesti kaksiosaisen kondensaattorin elektrodilevyjen väliseen ilmarakoon. Mahdollisesti oikean vesileiman ja konden-15 saattorikuvion välisen mahdollisimman hyvän vastaavuuden saamiseksi voidaan käyttää jotakin tunnetuista tekniikoista. Esimerkiksi useita samanlaisia kondensaattoreita voidaan asettaa peräkkäin sivusuunnassa erilleen, jolloin yksi näistä kondensaattoreista saavuttaa tarpeellisen mah-20 dollisimman hyvän vastaavuuden vesileiman aseman vaihtelu-alueen ollessa tunnettu kysymyksessä olevalla setelillä. Toisaalta seteliä voidaan siirtää sivusuunnassa suhteessa kondensaattorilevyihin ennalta määrätyn siirtymiskuvion mukaan, joka takaa yhdenmukaisuuden, jos vesileima on läs-. 25 nä. Tällaiset tekniikat ovat tunnettuja, kuten edellä mai nittiin, eivätkä ole osana esillä olevassa keksinnössä.The banknote to be inspected is automatically transferred to the air gap between the electrode plates of the two-part capacitor. In order to obtain the best possible correspondence between the possibly correct watermark and the condenser-15 accompanying pattern, one of the known techniques can be used. For example, a plurality of similar capacitors may be sequentially spaced apart, with one of these capacitors achieving the necessary best possible matching with the watermark position range varying with the banknote in question. On the other hand, the banknote can be moved laterally relative to the capacitor plates according to a predetermined transition pattern, which guarantees uniformity if the watermark is present. 25 see Such techniques are known, as mentioned above, and are not part of the present invention.

Sillä ajanhetkellä, jolloin setelin reuna saavuttaa kondensaattorin varsinaisen alueen, syntyy kapasi-tanssibalanssin pieni häiriö, oikean vesileiman tuotta-30 malle häiriölle vastakkaisessa suunnassa, edellyttäen että anturin elektrodilevyillä on edullinen geometrinen muoto. Kun tasaisen paksuuden omaava paperi on kokonaan saapunut muodoltaan sovitettujen elektrodilevyjen alueeseen, kapasitanssit C4 ja C6 ovat huomattavasti muuttuneet 35 paperin dielektrisyysvakiosta johtuen, mutta symmetria 12 95418 säilyy. Kuviossa 4 esitetyssä piirimuunnelmassa sakara-aaltosignaalin Uut taajuus pienenee, mutta tasajännitesig-naali UDC ei muutu, koska keskiarvo Uut on sama.At the time when the edge of the banknote reaches the actual region of the capacitor, a small disturbance of the capacitance balance occurs in the opposite direction to the disturbance produced by the right watermark, provided that the sensor electrode plates have a preferred geometric shape. When the paper of uniform thickness has completely entered the region of the shaped electrode plates, the capacitances C4 and C6 have changed considerably due to the dielectric constant of the paper, but the symmetry 12 95418 is maintained. In the circuit variant shown in Fig. 4, the frequency of the square wave signal Uut decreases, but the DC signal UDC does not change because the average Uut is the same.

Kuviossa 6 esitetyssä muunnelmassa epästabiilin 5 tason pulssinleveys muuttuu, mutta kummallakin signaalilla yhtäläisesti. Kello/logiikkapiiri 15 ei siten havaitse mitään aikaeroa.In the variation shown in Fig. 6, the pulse width of the unstable 5 plane changes, but equally for both signals. Thus, the clock / logic circuit 15 does not detect any time difference.

Jos nyt painettua tyyppiä oleva väärennetty leima saapuu kondensaattorialueeseen, muoto on oikea, mutta ku-10 ten edellä mainittiin, dielektrisyysvakio on lähes sama sekä paksulla että ohuella alueella, joten kapasitanssi-arvojen tarvittavaa epäsymmetrisyysastetta ei saavuteta, so. leimaa ei hyväksytä.If a counterfeit stamp of the now printed type enters the capacitor region, the shape is correct, but as mentioned above, the dielectric constant is almost the same in both the thick and thin regions, so that the required degree of asymmetry of the capacitance values is not achieved, i. stamp not accepted.

Kun oikea vesileima osuu kondensaattorialueeseen, 15 syntyy sakara-aaltosignaalin Uut oikea epäbalanssi, ja sen myötä oikea tasajännite UDC. Tämä oikea tasajännite lii-paisee sitten muun koneiston setelin päästämiseksi kulkemaan läpi, kun taas hylätty seteli työnnetään ulos toisesta ulostuloaukosta sinänsä tunnetulla tavalla. Tämä 20 viittaa kuvion 4 muunnelmaan. Vastaavasti kuvion 6 mul-tivibraattorien ulostuloista saatavien kahden epästabiilin tason välillä esiintyy oikea aikaero 2 T, jonka kello/logiikkapiiri tulkitsee oikean vesileiman esiintymisenä.When the correct watermark hits the capacitor region, 15 the correct imbalance of the square wave signal Uut is generated, and with it the correct DC voltage UDC. This correct DC voltage is then released to allow the rest of the machine to pass through, while the discarded banknote is pushed out of the second outlet in a manner known per se. This 20 refers to a variation of Figure 4. Correspondingly, there is a correct time difference 2 T between the two unstable levels obtained from the outputs of the multifibrators of Figure 6, which is interpreted by the clock / logic circuit as the presence of a correct watermark.

25 Huomattakoon että setelit, joissa on muutamia ryp- * · pyjä tai pieniä repeämiä, eivät aiheuta ongelmia laitteen toiminnalle, koska tällaiset viat vaikuttavat kapasitanssiin vain merkityksettömässä määrin.25 It should be noted that banknotes with a few wrinkles or small tears do not cause problems with the operation of the device, as such defects only have a negligible effect on the capacitance.

Edellä mainittiin, että voisi olla edullista käyt-30 tää mittauksiin vain yhtä vesileiman luonteenomaista osaa.It was mentioned above that it might be advantageous to use only one characteristic part of the watermark for the measurements.

Käytännössä mieluimmin käytetään sellaista vesileiman osaa, joka käsittää ohennetun ja paksunnetun kentän liki-määrin samansuuruiset alueet, vaikkakaan tämä ei ole välttämätöntä.In practice, it is preferred to use a portion of the watermark that comprises areas of approximately equal size in the thinned and thickened fields, although this is not necessary.

13 95418 Tähdennettäköön että esillä olevassa keksinnössä käytettävä mittausmenetelmä, jolla periaatteessa on luonteeltaan staattinen, tuo mukanaan useita etuja. "Staattisella luonteella" ymmärretään sitä, että pääasiallisesti 5 seteli on liikkumatta, ja mitataan todellinen kapasitanssi eikä vain kapasitanssin muutos setelin kulkiessa läpi. Kokonaiskapasitanssi riippuu esimerkiksi setelin paksuudesta. Täten on mahdollista johtaa setelin paksuus suoraan summasta T4 + T6, katso kuvio 5. Ilmeinen seuraus on, 10 että tämä summa ilmaisee myös kahden tai useamman paperisen setelin esiintymisen päällekkäin, joten myös kaksinkertaisen tai moninkertaisen syötön ilmaisu aikaansaadaan helposti.13,95418 It should be emphasized that the measurement method used in the present invention, which is in principle static in nature, offers several advantages. By "static nature" is meant that essentially 5 banknotes are stationary, and the actual capacitance is measured and not just the change in capacitance as the banknote passes through. The total capacitance depends, for example, on the thickness of the banknote. Thus, it is possible to derive the banknote thickness directly from the sum T4 + T6, see Figure 5. The obvious consequence is that this sum also indicates the presence of two or more paper banknotes on top of each other, so that the detection of double or multiple feed is also easily obtained.

Vaikka mittaus on luonteeltaan staattinen, se voi-15 daan suorittaa hyvin nopeasti ja sovitettuna setelin tavallisen automaattisen käsittelyn nopeuteen. Tavallinen seteli voidaan testata esimerkiksi lyhyemmän kuin 0,1 s ajan kuluessa, johon sisältyy setelin saapuminen, asettuminen testausasemaan ja kapasitanssin määritys sekä hy-20 väksymisen tai hylkäämisen osoitus.Although the measurement is static in nature, it can be performed very quickly and adapted to the speed of normal automatic banknote processing. An ordinary banknote can be tested, for example, in less than 0.1 s, which includes the arrival of the banknote, settling in the test station and the determination of the capacitance, as well as an indication of acceptance or rejection.

Kysymyksessä olevaa tyyppiä olevaa kapasitiivista anturia voidaan käyttää myös paperissa olevan sisäisen turvalahgan tunnistamiseen langan ollessa tietyn muotoinen, mahdollisesti suoran viivan muotoinen. Turvalangan . 25 dielektrisyysvakio on huomattavasti suurempi kun paperin, mikä tekee mahdolliseksi ilmaista lanka pidennetyn ja sovitetun muodon omaavan elektrodin avulla. Paperin kokonaispaksuus tässä alueessa on myös suurempi kuin muualla. Kapasitiivinen anturi voidaan siten konstruoida ilmaise-30 maan sekä vesileima että turvalanka samanaikaisesti.A capacitive sensor of the type in question can also be used to identify an internal safety tag in the paper when the wire has a certain shape, possibly a straight line. Security thread. The dielectric constant is significantly higher than that of paper, which makes it possible to detect the wire by means of an electrode having an elongated and matched shape. The total paper thickness in this area is also greater than elsewhere. The capacitive sensor can thus be constructed to detect both the watermark and the security wire simultaneously.

*, Kahden samanlaisen anturin sovittaminen peräkkäin, toisen ollessa peilikuvamaisesti käännetty suhteessa toiseen, tekee mahdolliseksi ilmaista tietyn tyyppinen väärennös, nimittäin massan lisääminen toiselle puolelle, 35 esimerkiksi kiinni liimattu teipin pala.*, The arrangement of two similar sensors in succession, one mirror-mirrored with respect to the other, makes it possible to detect a certain type of counterfeiting, namely the addition of mass to one side, 35 for example a piece of tape glued together.

14 9541814 95418

Koska sähköiset kenttäviivat muodoltaan sovitetuista elektrodeista 4 ja 6 maadoitettuun yhteiseen levyyn 7 eivät ole kohtisuorassa levyjä vastaan, ts. kenttä ei ole homogeeninen, kapasitanssin muutokset ovat huomat-5 tavasti erilaiset, kun seteliä katsotaan pätevästi kummaltakin puolelta vastaavissa kahdessa mittauksessa. Paperin paksuus täyttää todellisuudessa olennaisen osan ilmaraosta, ja lisätyn massan läpi kulkevien kenttäviivojen kuva on olennaisesti erilainen riippuen siitä, onko tämä 10 massa lähempänä maadoitettua yhteistä levyä 7 vai muodoltaan sovitettuja elektrodilevyjä 4 ja 6.Since the electric field lines from the shaped electrodes 4 and 6 to the grounded common plate 7 are not perpendicular to the plates, i.e. the field is not homogeneous, the changes in capacitance are considerably different when the banknote is validly viewed on both sides in two corresponding measurements. The thickness of the paper actually fills a substantial part of the air gap, and the image of the field lines passing through the added pulp is substantially different depending on whether this pulp is closer to a grounded common plate 7 or shaped electrode plates 4 and 6.

Käytännön laitteen konstruktion osalta huomattakoon seuraavaa:Regarding the practical design of the device, note the following:

Kohinaongelmien minimoimiseksi maadoitettu yhtei-15 nen levy 7 tai kondensaattori voidaan kytkeä laitetta ympäröivään Faradayn häkkiin. Häkkiin täytyy tietenkin sovittaa tarpeelliset aukot setelin syöttämistä ja poistamista varten. Lämpötilanvaihteluiden ja ulkoisten kenttien vaikutuksen molempiin multivibraattoreihin saamisek-20 si yhtäläiseksi sekä hajakapasitanssien välttämiseksi pidetään parhaana käyttää integroitua piiriä, jossa kaksi monostabiilia multivibraattoria on rakennettu yhdessä, ja mahdollisesti multivibraattorit voidaan muodostaa neljä vahvistintoimintoa käsittävänä palana. On hyvin tärkeätä, 25 että huolehditaan siitä, että epäsymmetria mittauksissa • · aiheutuu vain mitattavista kapasitansseista eikä erilaisista ulkoisista vaikutuksista. Integroitu piiri asennetaan mieluimmin samalle painetulle piirikortille 3 kuin osalevyt 4 ja 6 langoituskapasitanssien minimoimiseksi.To minimize noise problems, a grounded common plate 7 or capacitor can be connected to the Faraday cage surrounding the device. Of course, the necessary openings must be fitted in the cage for the insertion and removal of the banknote. In order to make the effect of temperature fluctuations and external fields on both multivibrators equal and to avoid stray capacitances, it is preferred to use an integrated circuit in which two monostable multivibrators are built together, and possibly multivibrators can be formed as a piece with four amplifier functions. It is very important 25 to ensure that the asymmetry in the measurements • · is only caused by the capacitances to be measured and not by various external influences. The integrated circuit is preferably mounted on the same printed circuit board 3 as the sub-boards 4 and 6 to minimize the wiring capacitances.

30 Kuten edellä on mainittu, paperin laatu voidaan tarkistaa. Setelin tullessa anturiin, so. ennenkuin vesi-leima on oikeassa asemassa, jännitettä Uut kuvion 4 piirissä voidaan käyttää ilmaisemiseen. Hyväksyttävä paperin laatu vastaa erityistä summaa T4 + T6, joka voidaan mää-35 rittää ja tarkistaa jollakin sopivalla sinänsä tunnetulla laitteella.30 As mentioned above, the quality of the paper can be checked. When the banknote enters the sensor, i.e. before the water-stamp is in the correct position, the voltage New in the circuit of Figure 4 can be used for detection. The acceptable paper quality corresponds to a specific amount T4 + T6, which can be determined and checked by any suitable device known per se.

Claims (16)

1. Förfarande för godkännande av ett dokument, sä-5 som en sedel (1) med vattenstämpel (2a, 2b), väri mönstret hos vattenstämpeln bestär av tvä karakteristiskt formade, tili varandra gränsande areor (2a, 2b) med en lokal area-täthet (massa per enhetsarea) som är markerat högre res-pektive lägre än sedelns (1) huvudsakliga medelareatäthet 10 i regionen för vattenstämpeln, varvid vattenstämpeln eller ätminstone en karakteristisk sektion därav bringas i en ställning som överensstämmer med en tvädelad, kapacitiv sensoranordning (4, 6, 7) och sensoranordningen bestär av en gemensam, pian metallplät (7) för bildande av den ena 15 kondensatorsidan och pä den andra kondensatorsidan har den delats i tvä metallplätar (4, 6), vilka vardera ligger i ett gemensamt pian och är elektriskt separerade, dock med obetydlig separationsdistans (5) i jämförelse med de and-. ra, tili arean hänförda dimensionerna hos de bägge plätar- 20 na (4, 6), och förändringen i kapacitansen tili följd av vattenstämpeln observeras och jämförs med en förändring som förorsakas av en korrekt vattenstämpel, känne-t e c k n a t därav, att vattenstämpeln eller nämnda ka-rakteristiska parti därav bringas i en ställning som över-25 ensstämmer med en dubbelverkande, kapacitiv sensoranordning (4, 6, 7), väri de bägge plätarna (4, 6) ligger i ett gemensamt, fixerat plan och tili formen lämpar sig för vardera av de tvä karakteristiskt utformade, tili varandra gränsande areorna (2a, 2b) eller för de karakteristiska 30 sektionerna därav sä, att en i förväg inställd symmetri- • · · egenskap hos den dubbla utsignalen frän sensoranordningen störs pä ett i förväg bestämt sätt dä en korrekt vattenstämpel sammanfaller med de bägge sensorplätarna (4, 6), och att symmetriegenskapen kontinuerligt övervakas genom 35 en signalbehandlingsutrustning som kopplats tili sensoranordningen . Il 95418A method of approving a document, such as a banknote (1) with a watermark (2a, 2b), wherein the pattern of the watermark consists of two characteristic shaped, interconnected areas (2a, 2b) having a local area. density (mass per unit area) which is markedly higher, respectively, lower than the main average density of the banknote (1) in the region of the watermark, wherein the watermark or at least one characteristic section thereof is brought into a position corresponding to a two-part capacitive sensor device 6, 7) and the sensor device consists of a common metal plate (7) for forming one capacitor side and on the other capacitor side it is divided into two metal plates (4, 6), each of which lies in a common pipe and is electrically separated, however, with insignificant separation distance (5) compared to the other. The dimensions of the two plaques (4, 6) related to the area, and the change in capacitance due to the watermark is observed and compared to a change caused by a correct watermark, characterized in that the watermark or the aforementioned characteristic portion thereof is brought into a position corresponding to a double acting capacitive sensor device (4, 6, 7), where both plates (4, 6) lie in a common, fixed plane and the shape is suitable for each of the two characteristically contiguous areas (2a, 2b) or for the characteristic sections thereof, such that a preset symmetry property of the dual output from the sensor device is disturbed in a predetermined manner where a correct watermark coincides with both sensor plaques (4, 6), and the symmetry property is continuously monitored by a signal processing output. armor connected to the sensor device. Il 95418 2. Förfarande enligt patentkravet 1, k ä n n e -t e c k n a t därav, att sensoranordningen anordnats pä sädant sätt att kapacitanserna, vilka överensstämmer med de bägge metallplätarna (4, 6), förändras i motsatta rikt- 5 ningar i en i förväg bestämd grad dä en godtagbar vatten-stämpel är närvarande.2. A method according to claim 1, characterized in that the sensor device is arranged in such a way that the capacitances which correspond to the two metal plates (4, 6) change in opposite directions to a predetermined degree. acceptable water-stamp is present. 3. Förfarande enligt patentkravet 1 eller 2, ytter- ligare kännetecknat därav, att sensorkapaci-tanserna päverkar kretsmedel (12, 13), vilka inrymts i 10 signalbehandlingsutrustningen, sä att de alstrar en fyr-kantspulsföljd med en symmetri som direkt hänför sig tili kapacitansvärdena, varvid pulssymmetrin eller -asymmetrin detekteras medelst en medelbestämningskrets (Rx, C*).Method according to Claim 1 or 2, further characterized in that the sensor capacities act on circuit means (12, 13) housed in the signal processing equipment, so as to generate a square pulse sequence with a symmetry directly related to the capacitance values. , wherein the pulse symmetry or asymmetry is detected by an averaging circuit (Rx, C *). 4. Förfarande enligt patentkravet 1, ytterligare 15 kännetecknat därav, att tvä engängsmultivibra- torer (12, 13), vilka ingär i kretsmedlen och vilkas res-pektive tidkonstanter för varaktigheten av deras ostabila nivä bestäms av respektive sensorkapacitansingängar visavi . jorden genom ett inre, aktivt kretselement under varje 20 stabil perioddel, varigenom den momentärt icke-aktiva me- tallpläten (4 eller 6) pä den andra kondensatorsidan jor-das och varigenom statisk elektricitet leds bort frän pap-perssedeln.4. A method according to claim 1, further characterized in that two disposable multivibrators (12, 13) which are included in the circuit means and whose respective time constants for the duration of their unstable level are determined by the respective sensor capacitance inputs, respectively. the earth through an inner active circuit element during each stable period portion, whereby the momentarily inactive metal plates (4 or 6) on the second capacitor side are grounded and thereby conduct static electricity from the paper note. 5. Förfarande enligt patentkravet 3 eller 4, ytter- 25 ligare kännetecknat därav, att papperstjock- leken, även inkluderande av en eventuell matning av dubbla eller multipla papperssedlar, bestäms pä basis av en komp-lett tidscykel hos fyrkantpulsföljden.5. A method according to claim 3 or 4, further characterized in that the paper thickness, including including any feeding of double or multiple paper banknotes, is determined on the basis of a complete time cycle of the square pulse sequence. 6. Förfarande enligt patentkravet 1 eller 2, ytter- 30 ligare kännetecknat därav, att sensorkapaci- tanserna (C4, C6) päverkar kretsmedel (16, 17), vilka ingär i signalbehandlingsutrustningen, sä att de alstrar tvä fyrkantpulsföljder vid separata utgängar, varvid de har inbördes tidsymmetri som är direkt beroende av kapacitans-35 värdena, och att tidsymmetrin eller -asymmetrin detekteras medelst en klock/logikkrets (15). 95418Method according to claim 1 or 2, further characterized in that the sensor capacities (C4, C6) affect circuit means (16, 17) which are included in the signal processing equipment, so that they generate two square pulse sequences at separate outputs, have mutual symmetry that is directly dependent on the capacitance values, and that the time symmetry or asymmetry is detected by a clock / logic circuit (15). 95418 7. Anordning för godkännande av ett dokument, säsom en sedel (1) med vattenstämpel (2a, 2b), väri mönstret hos vattenstämpeln bestär av tvä karakteristiskt formade, tili varandra gränsande areor (2a, 2b) med en lokal areatäthet 5 (massa per enhetsarea) som är markerat högre respektive lägre än sedelns (1) huvudsakliga medelareatäthet i regio-nen för vattenstämpeln, varvid anordningen omfattar en med avseende pä formen lämplig, tvädelad, kapacitiv sensoran-ordning (4, 6, 7) och en signalbehandlingsutrustning som 10 kopplats tili sensoranordningen, och sensoranordningen (4, 6, 7) bestär av en gemensam, pian metallplät (7) pä den ena kondensatorsidan och pä andra kondensatorsidan av tvä metallplätar (4, 6), vilka ligger bäde i ett gemensamt pian och är elektriskt separerade frän varandra, dock pä 15 en obetydlig separerande distans (5) i jämförelse med de andra tili arean hänförda dimensionerna hos de bägge plä-tarna (4, 6), kännetecknad därav, att sensoranordningen (4, 6, 7) är en dubbelaktiv, kapacitiv sensor-: anordning, att de bägge plätarna (4, 6) ligger i ett ge- 20 mensamt pian och lämpar sig med avseende pä formen för var sin av de bägge karakteristiskt formade, angränsande are-orna (2a, 2b) eller för de karakteristiska sektionerna därav, och att signalbehandlingsutrustningen omfattar kretsmedel (12, 13, R4, R6, Rx, Ci) för kontinuerlig över-25 vakning av en i förväg inställd symmetriegenskap hos den dubbla utsignalen frän sensoranordningen (4, 6, 7).Apparatus for approving a document, such as a banknote (1) with a watermark (2a, 2b), wherein the pattern of the watermark consists of two characteristic shaped, adjacent areas (2a, 2b) having a local air density 5 (mass per unit area) which is marked higher and lower, respectively, than the main average density of the banknote (1) in the region of the watermark, the device comprising a suitable, bifurcated, capacitive sensor device (4, 6, 7) and a signal processing equipment such as connected to the sensor device, and the sensor device (4, 6, 7) consists of a common, metal plate (7) on one capacitor side and on the other capacitor side of two metal plates (4, 6) which lie in a common path and are electrically separated from each other, however, at a negligible separating distance (5) in comparison with the other dimensions referred to in the area of the two plates (4, 6), characterized in that The sensor device (4, 6, 7) is a dual active capacitive sensor device, that both plates (4, 6) lie in a common tab and are suitable for the shape of each of the two characteristic features. formed, adjacent areas (2a, 2b) or for the characteristic sections thereof, and that the signal processing equipment comprises circuit means (12, 13, R4, R6, Rx, Ci) for continuous monitoring of a preset symmetry property of the double the output of the sensor device (4, 6, 7). 8. Anordning enligt patentkravet 7, ytterligare kännetecknad därav, att den gemensamma metal1-pläten (7) lämpar sig att kopplas tili en jordad Faraday- 30 bur, vilken omsluter hela anordningen och endast lämnar behövliga öppningar för införing och uttagning av sedeln (1).8. Device according to claim 7, further characterized in that the common metal1 plate (7) is suitable to be connected to a grounded Faraday cage which encloses the whole device and leaves only necessary openings for insertion and removal of the banknote (1). . 9. Anordning enligt patentkravet 7 eller 8, ytterligare kännetecknad därav, att kretsmedlet 35 omfattar tvä sammankopplade engängsmultivibratorer (12, 95418 13. och vardera multivibratorn har sin tidkonstant bestämd genom lämplig koppling till den tvädelade sensoranordnin-gens respektive tvä delar (4, 7 resp. 6, 7; C4 resp. C6), varvid den dubbla utsignalen frän sensoranordningen defi-5 nieras som utsignalen (Uut) frän en (13) av multivibrato-rerna och denna utsignal kan, efter inställning av de fy-siska parametrarna hos kretsmedlet, ha formen av en sym-metrisk fyrkantsignal dä sensoranordningen detekterar en region utan vattenstämpel, men fär sin tidsföljd störd pä 10 ett i förväg bestämt sätt i närvaro av en korrekt vattenstämpel .Device according to claim 7 or 8, further characterized in that the circuit means 35 comprises two interconnected single-multivibrators (12, 95418 13.) and each multivibrator has its time constant determined by appropriate coupling to the two-part sensor device and two parts (4, 7, respectively). 6, 7; C4 and C6, respectively), wherein the dual output from the sensor device is defined as the output (Uut) from one (13) of the multivibrators and this output can, after setting the physical parameters of the circuit means. , take the form of a symmetrical square signal where the sensor device detects a region without a watermark but disrupts its time in a predetermined manner in the presence of a correct watermark. 10. Anordning enligt patentkravet 9, ytterligare kännetecknad därav, att kapacitansingängarna hos multivibratorerna (12, 13) lämpar sig att kortslutas 15 med jorden via ett inre, aktivt kretselement under stabil perioddel.10. Device according to claim 9, further characterized in that the capacitance inputs of the multivibrators (12, 13) are suitable for short-circuiting the ground via an internal active circuit element during a stable period part. 11. Anordning enligt patentkravet 9 eller 10, ytterligare kännetecknad därav, att kretsmedlet : ytterligare omfattar en krets (Rx, Cx) för bestämning av 20 medelvärdet (UDC) hos utsignalen (Uut).Device according to claim 9 or 10, further characterized in that the circuit means: further comprises a circuit (Rx, Cx) for determining the average value (UDC) of the output signal (Uut). 12. Anordning enligt patentkravet 7 eller 8, ytterligare kännetecknad därav, att kretsmedlet omfattar tvä engängsmultivibratorer (16, 17), vilka kopp-lats parallellt, varvid vardera multivibratorn har sin • · 25 tidkonstant bestämd genom lämpliga kopplingar tili den tvädelade, kapacitiva sensoranordningens respektive tvä delar (4, 7 resp. 6, 7; C4 resp. C6), och multivibratorerna lämpar sig att utlösas synkront genom en fyrkantspulsos-cillator (14) och att vardera mata en utsignal Uut4, Uut6) ^ 30 tili en klock/logikkrets (15), vilken lämpar sig att mätä graden av tidsymmetri eller -asymmetri mellan de bägge utsignalerna.Device according to claim 7 or 8, further characterized in that the circuit means comprises two single-use multivibrators (16, 17) which are connected in parallel, each multivibrator having its time constant determined by suitable connections to the two-part capacitive sensor device respectively. two parts (4, 7 and 6, 7; C4 and C6, respectively), and the multivibrators are suitable to be triggered synchronously through a square pulse oscillator (14) and to each feed an output signal Uut4, Uut6) into a clock / logic circuit (15), which is suitable for measuring the degree of time asymmetry or asymmetry between the two outputs. 13. Anordning enligt nägot av patentkraven 7-12, ytterligare kännetecknad därav, att engängs- 35 multivibratorerna (12, 13 resp. 16, 17) inkapslats i en och samma integrerade krets och monterats invid sensor- ί 95418 anordningen, företrädesvis pä ett gemensamt tryckt krets-kort (3), vilket omfattar de bägge metallplätarna (4, 6).Device according to any of claims 7-12, further characterized in that the single-use multivibrators (12, 13 and 16, 17) are encapsulated in one and the same integrated circuit and mounted next to the sensor 95418 device, preferably on a common device. printed circuit board (3), comprising the two metal plates (4, 6). 14. Anordning enligt nägot av patentkraven 7-13, ytterligare kännetecknad därav, att de bägge 5 metallplätarna (4, 6) i sensoranordningen ytterligare har formlämplighet för kapacitiv detektering av en inplanterad säkerhetsträd i sedeln, varvid säkerhetsträden bestär en metall, metalliserad plast, plast eller ett liknande material .Device according to any one of claims 7-13, further characterized in that the two metal plates (4, 6) in the sensor device further have suitability for capacitive detection of an implanted security tree in the banknote, the security trees comprising a metal, metallized plastic, plastic. or a similar material. 15. Anordning enligt nägot av patentkraven 7-13, ytterligare kännetecknad därav, att de bägge metallplätarna (4, 6) utformats sä, att sensoranordningen, dä framkanten av sedeln (1) intränger i sensorarean, pro-ducerar en jämvikthetstöring i motsatta riktningen av den 15 störing som alstras av en korrekt vattenstämpel som brin-gas i en ställning som sammanfaller med de bägge metallplätarna (4, 6).Device according to any of claims 7-13, further characterized in that the two metal plates (4, 6) are designed such that the sensor device, where the leading edge of the banknote (1) enters the sensor area, produces an equilibrium disturbance in the opposite direction of the disturbance produced by a correct watermark which brines gas in a position coinciding with the two metal plates (4, 6). 16. Anordning enligt nägot av patentkraven 7-15, . ytterligare kännetecknad av en ytterligare 20 formlämplig, kapacitiv sensoranordning, vilken anordnats i serie bakom den förstnämnda sensoranordningen, varvid dock kondensatorplätarna (4, 6 resp. 7) omkastats i förhällande tili plätarna hos den förstnämnda sensoranordningen, och varvid de formlämpliga kondensatorplätarna (4, 6) hos den - 25 förstnämnda sensoranordningen ligger pä den ena sidan om sedeln och hos den ytterligare sensoranordningen pä den andra sidan av sedeln. I!Device according to any of claims 7-15,. further characterized by a further shape-appropriate capacitive sensor device arranged in series behind the first-mentioned sensor device, however, the capacitor plaques (4, 6 and 7, respectively) are reversed relative to the plaques of the first-mentioned sensor device, and wherein the suitable capacitor plaques (4, 6, 6) ) of the first sensor device is located on one side of the banknote and of the further sensor device on the other side of the banknote. IN!
FI904392A 1988-03-10 1990-09-06 Sensor used to verify the authenticity of the security paper FI95418C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI904392A FI95418C (en) 1988-03-10 1990-09-06 Sensor used to verify the authenticity of the security paper

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO881060A NO165697C (en) 1988-03-10 1988-03-10 SENSOR FOR AUTHENTICITY OF SECURITY PAPER.
NO881060 1988-03-10
PCT/FI1989/000043 WO1989008898A1 (en) 1988-03-10 1989-03-10 Sensor for verification of genuineness of security paper
FI8900043 1989-03-10
FI904392 1990-09-06
FI904392A FI95418C (en) 1988-03-10 1990-09-06 Sensor used to verify the authenticity of the security paper

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI904392A0 FI904392A0 (en) 1990-09-06
FI95418B FI95418B (en) 1995-10-13
FI95418C true FI95418C (en) 1996-01-25

Family

ID=26158808

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI904392A FI95418C (en) 1988-03-10 1990-09-06 Sensor used to verify the authenticity of the security paper

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI95418C (en)

Also Published As

Publication number Publication date
FI904392A0 (en) 1990-09-06
FI95418B (en) 1995-10-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5122754A (en) Sensor for verification of genuineness of security paper
US4243932A (en) Method and system for checking sealed containers for pinholes by comparing two discharge currents
US4184366A (en) Coin testing apparatus
RO118987B1 (en) Method of checking documents
GB2107104A (en) Coin identification
EP1668602A1 (en) Coin discriminator
FI95418C (en) Sensor used to verify the authenticity of the security paper
EP0316308A1 (en) Coin detection device
CN1187719C (en) Sensor for evaluating dielectric properties of specialized paper
EP1172772A2 (en) Method and apparatus for obtaining physical characteristics of coins for their identification
US3348313A (en) Device for detecting surface elevations in sheet material
EP1029309B1 (en) Coin acceptor
US5899313A (en) Device and method for currency validation
GB2211976A (en) A thread detecting apparatus for bank notes
JPH08110967A (en) Metal thread detector for paper sheets
AU740178B2 (en) Bill validator for bank note having conductive strip
US6840365B2 (en) Apparatus and method for examining objects
US20230184615A1 (en) Device and system for a leak test of a container and method for same
CN216435041U (en) Reflection-type magnetic detection device, inductive sensor and coin discrimination and sorting system
RU2122236C1 (en) Device for checking validity of bank notes
JPS6357835B2 (en)
WO2012079766A1 (en) Device for detecting electrically conductive feature
GB2174227A (en) Apparatus for discriminating between different metallic articles
JP2000508793A (en) Apparatus for verifying the authenticity of coins, substitute coins or other flat metallic objects
JP4856311B2 (en) Oscillator

Legal Events

Date Code Title Description
BB Publication of examined application
MM Patent lapsed

Owner name: DATALAB OY