DE10005514A1

DE10005514A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Überprüfung von Banknoten

Info

Publication number: DE10005514A1
Application number: DE10005514A
Authority: DE
Inventors: Achim Philipp; Heinz-Philipp Hornung
Original assignee: Giesecke and Devrient GmbH
Current assignee: Giesecke and Devrient GmbH
Priority date: 2000-02-07
Filing date: 2000-02-07
Publication date: 2001-08-09
Also published as: EP1128337A1; US6797974B2; US20020092800A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Überprüfung von Banknoten auf deren Benutzungszustand, insbesondere auf Schmutz und Flecken, welche den Gebrauchswert der Banknoten beeinträchtigen können. DOLLAR A Zur Überprüfung von Banknoten auf Verschmutzung und Flecken werden die Banknoten üblicherweise mittels mindestens einer Lichtquelle beleuchtet und das remittierte Licht wird mittels geeigneter optischer Sensoren ausgewertet. Dabei tritt jedoch das Problem auf, das insbesondere Stellen der Banknote, die Sicherheitsmerkmale wie Wasserzeichen enthalten, als Flecken oder verschmutzte Stellen bewertet werden. DOLLAR A Bei der vorliegenden Erfindung sind zwei identische Beleuchtungs- und Sensoreinheiten auf beiden Seiten eines Transportwegs für zu überprüfende Banknoten angeordnet. die Beleuchtungs- und Sensoreinheiten beider Seiten werden dabei so angeordnet, daß sie auf eine vorgegebene Stelle ausgerichtet sind. Durch die gleichzeitige und gleichartige Beleuchtung von beiden Seiten werden Fehlbeurteilungen in Bereichen, z. B. im Bereich des Wasserzeichens, vermieden. Zusätzlich ist es möglich, gleichzeitig die Vorder- und Rückseite zu überprüfender Banknoten zu beurteilen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Überprüfung von Banknoten auf deren Benutzungszustand, insbesondere auf Schmutz und Flecken, welche den Gebrauchswert der Banknoten beein trächtigen können.

Zur Überprüfung von Banknoten auf Verschmutzung und Flecken werden die Banknoten üblicherweise mittels mindestens einer Lichtquelle beleuchtet und das remittierte Licht wird mittels geeigneter optischer Sensoren ausge wertet.

Dabei tritt jedoch das Problem auf, daß insbesondere Stellen der Banknote, die Sicherheitsmerkmale wie Wasserzeichen enthalten, als Flecken oder ver schmutzte Stellen bewertet werden.

Weitere Probleme ergeben sich dadurch, daß bei der Beurteilung einer Banknote auf ihren Verschmutzungsgrad großer Aufwand zur Auswertung der Signale der verwendeten Sensoren nötig ist, da Verschmutzung oder Flecken in bestimmten Bereichen der Banknote, z. B. im Bereich eines Por träts, als besonders störend empfunden wird. Der Auswertungsaufwand muß entsprechend der kritischen Bereiche für die ganze Banknote angepaßt werden und wird dadurch besonders groß.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Überprüfung von Banknoten auf deren Benutzungszu stand, insbesondere auf Schmutz und Flecken, welche den Gebrauchswert der Banknoten beeinträchtigen können, anzugeben, welche eine fehlerfreie Beurteilung der Banknoten erlauben. Vorteilhaft soll der Aufwand zur Beur teilung des Verschmutzungsgrads der Banknoten verringert werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 5 gelöst.

Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, daß zwei identische Be leuchtungs- und Sensoreinheiten auf beiden Seiten eines Transportwegs für zu überprüfende Banknoten angeordnet werden. Die Beleuchtungs- und Sensoreinheiten beider Seiten werden dabei so angeordnet, daß sie auf eine vorgegebene Stelle ausgerichtet sind. Durch die gleichzeitige und gleicharti ge Beleuchtung von beiden Seiten werden Fehlbeurteilungen in Bereichen, z. B. im Bereich des Wasserzeichens, vermieden. Zusätzlich ist es möglich, gleichzeitig die Vorder- und Rückseite zu überprüfender Banknoten zu beur teilen.

Der Aufwand zur Beurteilung des Verschmutzungsgrads der Banknoten wird vorteilhaft dadurch verringert, daß Bereiche für die zu untersuchenden Banknoten definiert werden, in denen die Beurteilung mit größerem Auf wand, z. B. mit einer höheren Auflösung, betrieben wird als in anderen Be reichen. Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, die Berei che höherer Auflösung währungs- und/ oder stückelungsabhängig für die zu untersuchenden Banknoten festzulegen.

Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den abhängi gen Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungs formen anhand von Figuren. In den Figuren sind nur die für das Verständnis der vorliegenden Erfindung relevanten Bestandteile dargestellt. Gleichartige Bestandteile der Figuren weisen gleiche Bezugszeichen auf.

Es zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt parallel zur Transportrichtung von zu überprüfenden Banknoten durch eine Vorrichtung zur Überprüfung von Banknoten auf deren Benutzungszustand,

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel für eine Auswertung von Sensoren der Vorrichtung zur Überprüfung von Banknoten, und

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel für die Aufteilung einer Banknote in für die Verschmutzung kritische und unkritische Bereiche.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt parallel zur Transportrichtung von zu überprü fenden Banknoten durch eine Vorrichtung zur Überprüfung von Banknoten auf deren Benutzungszustand, insbesondere auf Schmutz und Flecken, wel che den Gebrauchswert der Banknoten beeinträchtigen können.

Die Vorrichtung weist gleichartige Beleuchtungs- und Sensoreinheiten auf beiden Seiten eines Transportwegs für zu überprüfende Banknoten auf. Die Beleuchtungs- und Sensoreinheiten beider Seiten werden dabei so angeord net, daß sie auf eine vorgegebene Stelle ausgerichtet bzw. fokussiert sind. Auf beiden Seiten sind Beleuchtungseinheiten 10, 11 und 20, 21 mit zwei un terschiedlichen Wellenlängen oder Wellenlängenbereichen vorgesehen. Die Beleuchtungseinheiten können von Leuchtdioden (LEDs) gebildet werden. Beispielsweise können die LEDs 10 und 20 weißes Licht emittieren wohinge gen die LEDs 11 und 21 infrarotes Licht emittieren. Um eine gleichmäßige Ausleuchtung zu erreichen, können für jede der Beleuchtungseinheiten 10, 11 und 20, 21 zwei oder mehr LEDs linienförmig angeordnet werden. Das weiße Licht kann beispielsweise zur Erkennung von Flecken verwendet werden, wohingegen das infrarote Licht dazu verwendet werden kann, die gleichmäßige, sich über die gesamte Banknote erstreckende Verschmutzung zu beurteilen. Die LEDs 10, 20 und 11, 21 werden alternierend betrieben, d. h. die LEDs mit unterschiedlichen Wellenlängen werden abwechselnd be trieben. Sensoren 12 und 22 auf beiden Seiten dienen dazu, die LEDs 10, 11, 20, 21 zu regeln und Einflüsse wie Alterung und Temperaturschwankungen, welche die Beurteilung verfälschen können, auszugleichen. Dazu werden die Signale der Sensoren 12 und 22, die das von den LEDs 10, 11, 20, 21 emittier te und von Referenzflächen 16, 26 remittierte Licht empfangen, verwendet. Die Eigenschaften der Referenzflächen 16, 26 entsprechen üblicherweise den Eigenschaften von Banknotenpapier.

Das von der Banknote BN remittierte Licht wird von Sensoren 13, 23, die von Halbleitersensoren gebildet werden können empfangen. Die Sensoren 13 und 23 werden von in einer Reihe angeordneten Halbleitersensoren oder von einem Sensorarray gebildet, wobei die Längsausdehnung der Sensoren 13 und 23 größer ist als die Ausdehnung der zu untersuchenden Banknote BN senkrecht zur Transportrichtung. Die Sensoren weisen eine Auflösung von z. B. 1,0 × 1,0 mm auf. Zur Verbesserung der optischen Abbildung kön nen Linsen 14, 24 vorgesehen sein, welche mittels Halterungen 15, 25 posi tioniert sind. Besonders geeignet für die Linsen 14, 24 sind Linsenarrays, d. h. linear angeordnete Gradientenlinsen, welche eine 1 : 1 Abbildung der zu untersuchenden Banknoten auf die Sensoren 13, 23 erzeugen. Derartige, li near angeordnete Gradientenlinsen sind unter der Bezeichnung SELFOC® bekannt.

Die zu untersuchende Banknote BN wird mittels einer nicht dargestellten Transporteinheit in der durch einen Pfeil dargestellten Transportrichtung durch die Vorrichtung transportiert. Zum Schutz der Sensoren können Ab deckungen 18, 28, wie z. B. Fenster, vorgesehen sein, die für die verwendeten Wellenlängenbereiche durchlässig sind und mechanische Beschädigung oder ein Verstauben der Sensoren verhindern. Die Transportgeschwindigkeit der Banknoten in der Transporteinheit wird so gewählt, daß in Abhängigkeit von der Auflösung der Sensoren 13, 23 eine vollflächige Abrasterung der Banknoten für die beiden alternierenden Wellenlängenbereiche möglich ist.

Durch die gleichzeitige und gleichartige Beleuchtung von beiden Seiten mit der gleichen Helligkeit (Intensität) werden Fehlbeurteilungen in Bereichen, z. B. im Bereich des Wasserzeichens, vermieden. Zusätzlich ist es möglich, gleichzeitig die Vorder- und Rückseite zu überprüfender Banknoten zu beur teilen. Zusätzlich wird die Abstandsabhängigkeit der Beleuchtung durch den Kompensationseffekt der gegenüberliegenden Sensor- und Beleuchtungs einheiten ausgeglichen bzw. reduziert. Eine weitere Verbesserung der Beur teilung ist möglich, wenn zu Zeitpunkten, zu denen sich keine Banknote im Erfassungsbereich der Sensoren 13, 23 befindet, die Verschmutzung der Fen ster 18, 28 ermittelt wird, um gegebenenfalls bei Überschreitung einer festge legten Schwelle die Vorrichtung zu stoppen und eine Aufforderung zur Reinigung der Fenster 18, 28 auf einer Anzeige der Vorrichtung auszugeben. Zur Beurteilung der Verschmutzung wird sowohl das an den Schmutzparti keln gestreute als auch das von ihnen reflektierte Licht der LEDs 10, 11, 20, 21 ausgewertet.

Fig. 2 stellt ein Ausführungsbeispiel für eine Auswertung der Sensoren der Vorrichtung zur Überprüfung von Banknoten dar und weist eine Steuer- und Auswerteeinheit 30, beispielsweise einen Mikroprozessor oder Signal prozessor, mit zugehörigem Speicher 31 auf. Der Mikroprozessor 30 wertet Signale von Sensoren 12, 22 aus und steuert die LEDs 10, 11, 20, 21, wie oben beschrieben, zur Regelung der Beleuchtung. Die Sensoren 22, 22 können ebenfalls Halbleitersensoren sein. Der Mikroprozessor 30 wertet auch die Signale der Sensoren 13 und 23 zur Ermittlung der Verschmutzung der Vor der- und Rückseite der zu beurteilenden Banknote aus. Ein Wert für die Ver schmutzung kann dabei aus der Helligkeit aller Bildpunkte abgeleitet wer den:

Wobei die Werte P_i der Helligkeit bzw. Intensität des Bildpunkts i entspre chen. Der Wert S_i muß für alle Bildpunkte ermittelt werden, ein Wert für die Verschmutzung ergibt sich dann aus der Standardabweichung aller S_i. Zur Reduzierung des Rechenaufwands ist es möglich, eine einfache Auswertung durchzuführen, bei der nur Werte aufeinanderfolgender Bildpunkte i in Transportrichtung, also nur eindimensional, ermittelt werden:

Der Mittelwert aller Spuren in Transportrichtung S_T wird dann als Wert für die Verschmutzung verwendet.

Fig. 3 zeigt eine Banknote BN, die verschiedene Bereiche 40, 41, 42 auf weist. Der Bereich 40 entspricht der gesamten Banknote BN, der Bereich 41 entspricht einem zentralen Bereich, der beispielsweise ein Porträt enthält und Bereich 42 entspricht beispielsweise einer Banknotennummer. Derartige Bereiche sind vorteilhaft, weil beispielsweise Flecken in den Bereichen 41 und 42 besonders störend wirken. In den Bereichen 41 und 42 kann die Su che nach Flecken mit hoher Auflösung erfolgen, z. B. mit der oben angege benen maximalen Auflösung von 1,0 × 1,0 mm. In dem Bereich 40 kann die Auswertung mit einer geringeren Auflösung erfolgen, z. B. 2,0 × 2,0 mm.

Dazu werden beispielsweise die Signale von zwei nebeneinander liegenden Bildpunkten der Sensoren 13, 23 zusammengefaßt. Somit ergibt sich eine Auflösung von 2,0 × 1,0 mm. Da sich, wie oben beschrieben, die Bildpunkte in Transportrichtung durch die Bewegung der Banknote ergeben, erhält man die Auflösung von 2,0 × 2,0 mm dadurch, daß zwei zeitlich aufeinander fol gende Sensorsignale zusammengefaßt werden.

Die Bereiche 40, 41, 42 können einzeln festgelegt werden und für die spätere Auswertung im Speicher 31 des Mikroprozessors 30 abgespeichert werden. Sie können währungs- und/oder stückelungsspezifisch festgelegt werden, um den Eigenheiten der jeweiligen Banknoten gerecht zu werden. Wie dar gestellt, können sich die Bereiche unterschiedlicher Auflösung überlappen, z. B. Bereiche 41, 42 liegen im Bereich 40. Für jeden der Bereiche können auch individuelle Grenzwerte festgelegt werden, ab denen eine Banknote als nicht mehr umlauffähig eingestuft wird. Dies kann beispielsweise eine gewisse Anzahl von Bildpunkten innerhalb der Bereiche 40, 41, 42 sein, die als fleckig erkannt werden.

Wie in Fig. 3 weiterhin dargestellt, kann die Banknote BN sowohl in Längsrichtung L als auch in Querrichtung Q transportiert werden. Dabei ist offensichtlich, daß bei Transport in Querrichtung Q größere Sensorarrays 13, 23 und größere Beleuchtungseinheiten 10, 11, 20, 21, also eine größere An zahl linienförmig angeordneter LEDs, benötigt werden als bei Transport in Längsrichtung L. Bei gleicher Transportgeschwindigkeit ist bei Quertrans port zudem eine höhere Rechenleistung des Mikroprozessors 30 erforderlich, um die anfallenden Sensorsignale auswerten zu können.

Claims

1. Vorrichtung zur Überprüfung von Banknoten auf deren Benutzungszu stand, insbesondere auf Schmutz und Flecken, welche den Gebrauchswert der Banknoten beeinträchtigen können, mit einer Transporteinrichtung zum Transport von Banknoten entlang eines Transportwegs, dadurch gekenn zeichnet, daß zu beiden Seiten des Transportwegs gleichartige Sensor- und Beleuchtungseinheiten (10, 11, 13; 20, 21, 23) angeordnet sind, wobei die Sen sor- und Beleuchtungseinheiten (10, 11, 13; 20, 21, 23) auf eine einzige Stelle fokussiert sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Be leuchtungseinheiten (10, 11, 20, 21) unterschiedlicher Wellenlänge bzw. Wellenlängenbereiche vorhanden sind, die alternierend betrieben werden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (13, 23) eine linienförmige Anordnung mehrerer einzelner Senso ren oder Sensorarrays sind, die senkrecht zum Transportweg angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine linien förmige Anordnung von Gradientenlinsen (14, 24) vor den Sensoren (13, 23) vorgesehen ist, um eine 1 : 1 Abbildung der zu untersuchenden Banknoten auf die Sensoren (13, 23) abzubilden.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zu Zeiten, zu denen keine Banknote überprüft wird, die Vorrichtung auf Verschmutzung überprüft wird.

6. Verfahren zur Überprüfung von Banknoten auf deren Benutzungszustand, insbesondere auf Schmutz und Flecken welche den Gebrauchswert der Banknoten beeinträchtigen können, wobei Banknoten entlang eines Trans portwegs transportiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß jede Bankno ten auf beiden Seiten gleichzeitig an der gleichen Stelle mit Licht gleicher Wellenlänge bzw. gleichen Wellenlängenbereichen und gleicher Intensität beleuchtet wird, wobei zeitlich alternierend Licht unterschiedlicher Wellen länge bzw. unterschiedlicher Wellenlängenbereiche verwendet wird, und daß das von beiden Seiten jeder Banknote remittierte Licht zur Überprüfung des Benutzungszustands jeder Banknote ausgewertet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Überprü fung des Benutzungszustands jeder Banknote Bereiche der Banknote mit un terschiedlicher Auflösung ausgewertet werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereiche unterschiedlicher Auflösung jeder Banknote währungs- und stückelungsab hängig festgelegt werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Überprüfung des Benutzungszustands jeder Banknote eine eindi mensionale Auswertung entlang der Transportrichtung der Banknote vor genommen wird.