DE10160580A1 - Verfahren und Vorrichtung für die Überprüfung der Echtheit von Blattgut - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen für die Überprüfung der Echtheit von Blattgut, insbesondere von Banknoten, mittels ultraviolettem Licht. DOLLAR A Die Erfindung beruht auf der Überprüfung der Echtheit von Blattgut, insbesondere von Banknoten, mit ultraviolettem Licht, wobei das vom Blattgut reflektierte ultraviolette Licht für die Überprüfung der Echtheit herangezogen wird. Zusätzlich zum ultravioletten Licht wird jedoch ein weiteres Licht unterschiedlicher Wellenlänge verwendet, wobei das von dem zu überprüfenden Blattgut reflektierte weitere Licht ebenfalls für die Überprüfung der Echtheit herangezogen wird, wozu das reflektierte ultraviolette Licht und das reflektierte weitere Licht in ein Verhältnis zueinander gesetzt werden.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung für die Überprüfung der Echtheit von Blattgut, insbesondere von Banknoten, mittels ultraviolettem Licht.
• Verfahren und Vorrichtungen für die Überprüfung der Echtheit von Blattgut, insbesondere von Banknoten, mittels ultraviolettem Licht sind beispielsweise aus US 5,640,463 oder US 5,960,103 bekannt. Die bekannten Verfahren und Vorrichtungen bauen auf der Erkenntnis auf, daß das für Banknoten verwendete Papier besondere Eigenschaften aufweist, weil es einerseits aus Baumwolle hergestellt ist und andererseits keine optischen Aufheller enthält. Bei der Bestrahlung mit ultraviolettem Licht tritt deshalb kein Fluoreszenzeffekt auf, d. h. das kurzwellige, ultraviolette Licht wird nicht in längerwelliges, sichtbares Licht gewandelt. Zudem wird ein relativ großer Anteil des ultravioletten Lichts von der Oberfläche der zu bewertenden Banknote reflektiert. Fälschungen können somit erkannt werden, falls sie zur Bewertung mit ultraviolettem Licht bestrahlt werden und dabei durch die optischen Aufheller längerwelliges, sichtbares Licht entsteht. Bei bestimmten Fälschungen hat sich allerdings gezeigt, daß die Wandlung des kurzwelligen, ultravioletten Lichts in längerwelliges, sichtbares Licht unterbleibt. In diesen Fällen kann eine Fälschung jedoch dann erkannt werden, wenn das von der Fälschung reflektierte ultraviolette Licht untersucht wird. Sollte die Menge des reflektierten ultravioletten Lichts einen ersten, unteren Schwellenwert unterschreiten oder einen zweiten, oberen Schwellenwert überschreiten, liegt ebenfalls eine Fälschung vor, da die Menge des reflektierten ultravioletten Lichts bei echten Banknoten üblicherweise nur innerhalb eines bestimmten Bereichs liegt.
• Die bekannten Verfahren und Vorrichtungen für die Überprüfung der Echtheit von Blattgut, insbesondere von Banknoten, mittels ultraviolettem Licht weisen jedoch den Nachteil auf, daß Probleme bei der Überprüfung auftreten, wenn verschmutztes Blattgut auf Echtheit überprüft werden soll. Durch die Verschmutzung des Blattguts ist es nämlich in vielen Fällen nicht mehr möglich Fälschungen von echtem Blattgut zu unterscheiden, da durch die Verschmutzung des Blattguts insbesondere das Reflexionsverhalten des Blattguts für ultraviolettes Licht verändert wird.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren und eine Vorrichtung für die Überprüfung der Echtheit von Blattgut, insbesondere von Banknoten, mittels ultraviolettem Licht anzugeben, mit denen eine zuverlässigere Unterscheidung zwischen Fälschungen und Blattgut auch dann möglich ist, wenn das zu überprüfende Blattgut verschmutzt ist.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 6 gelöst.
• Die Erfindung geht dabei von der aus, daß zur Überprüfung der Echtheit von Blattgut, insbesondere von Banknoten, ultraviolettes Licht eingesetzt wird, wobei das remittierte, d. h. das von dem zu überprüfenden Blattgut reflektierte, ultraviolette Licht für die Überprüfung der Echtheit herangezogen wird. Zusätzlich zum ultravioletten Licht wird jedoch ein weiteres Licht unterschiedlicher Wellenlänge verwendet, wobei das remittierte, d. h. das von dem zu überprüfenden Blattgut reflektierte, weitere Licht ebenfalls für die Überprüfung der Echtheit herangezogen wird, wozu das reflektierte ultraviolette Licht und das reflektierte weitere Licht in ein Verhältnis zueinander gesetzt werden.
• Der Vorteil der Erfindung ist insbesondere darin zu sehen, daß im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren und Vorrichtungen die Überprüfung unabhängig von einer Verschmutzung des zu untersuchenden Blattguts erfolgen kann, da die Effekte, die aufgrund der Verschmutzung entstehen, auf das vom Blattgut reflektierte Licht sowohl für das ultraviolette Licht als auch für das weitere Licht gleich sind. Werden nun das remittierte ultraviolette Licht und das remittierte weitere Licht in ein Verhältnis zueinander gesetzt, heben sich die verschmutzungsbedingten Effekte auf.
• Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen anhand einer Figur.
• Die einzige Figur zeigt eine Ausführungsform einer Vorrichtung für die Überprüfung der Echtheit von Blattgut mittels ultraviolettem Licht.
• In der Figur ist eine Ausführungsform einer Vorrichtung für die Überprüfung der Echtheit von Blattgut, insbesondere von Banknoten, mittels ultraviolettem Licht dargestellt. In der nachfolgenden Beschreibung wird davon ausgegangen, daß es sich bei dem Blattgut um Banknoten handelt, die beliebigen Währungen angehören können.
• Die Banknoten BN werden von einem nicht dargestellten Transportsystem in einer Transportrichtung T an einem Sensor 20 und einer Lichtquelle 21 vorbeitransportiert. Dabei ist es möglich, daß die Banknoten BN entlang ihrer langen oder entlang ihrer kurzen Seite transportiert werden. Die Lichtquelle 21 erzeugt Licht, das für die Überprüfung der Echtheit der Banknoten BN geeignet ist und im ultravioletten Bereich liegt, d. h. eine Wellenlänge unterhalb 400 nm aufweist. Die Lichtquelle 21 kann das ultraviolette Licht direkt erzeugen oder es kann ein Filter 23 vorgesehen werden, welches nur ultraviolettes Licht durchläßt. Das ultraviolette Licht beleuchtet die Banknote BN an einer Stelle 15, die mit dem Transport der Banknote BN in der Transportrichtung T über die gesamte Länge oder Breite (je nach gewählter Transportart) der Banknote BN streicht. Das reflektierte ultraviolette Licht wird von dem Sensor 20 erfaßt. Der Sensor 20 kann nur für das von der Lichtquelle 21 erzeugte ultraviolette Licht empfindlich sein oder es kann ein Filter 22 vorgesehen werden, welches nur ultraviolettes Licht zum Sensor 20 durchläßt. Als Lichtquelle 21 können beispielsweise eine oder mehrere Leuchtdioden verwendet werden. Ebenso ist es möglich beispielsweise eine oder mehrere Leuchtröhren zu verwenden, die ultraviolettes Licht erzeugen.
• Zur Überprüfung der Echtheit der Banknoten BN sendet die Lichtquelle 21 ultraviolettes Licht mit einer Wellenlänge kleiner 400 nm aus. Das ultraviolette Licht wird von der Banknote BN, abhängig von den Eingenschaften der Banknote, reflektiert und eine Unterscheidung zwischen echten Banknoten BN und Fälschungen ermöglicht. Fälschungen aus normalem Papier, d. h. Papier, das aus Holz hergestellt wurde, weisen das stärkste Reflexionsvermögen für ultraviolettes Licht auf. Bestehen die Fälschungen aus Papier, das wie echte Banknoten aus Baumwolle hergestellt wurde, weisen die Fälschungen ein schlechtes Reflexionsvermögen für ultraviolettes Licht auf, da diesem Papier in der Regel Stoffe zugesetzt sind, welche das ultraviolette Licht absorbieren, um die von echten Banknoten bekannte Aufhellerfreiheit nachzuahmen. Somit können Banknoten BN sicher von Fälschungen unterschieden werden, wenn die vom Sensor 20 erfaßte Menge reflektierten, ultravioletten Lichts oberhalb eines unteren Schwellenwerts und unterhalb eines oberen Schwellenwerts liegen. Erfaßt der Sensor 20 eine Menge ultravioletten Lichts, die über dem oberen Schwellenwert liegt, liegt eine Fälschung aus normalem Papier (Holz) vor, liegt die Menge des vom Sensor 20 erfaßten ultravioletten Lichts unterhalb des unteren Schwellenwerts, liegt eine Fälschung aus Banknotenpapier (Baumwolle) vor.
• Außerdem ist eine weitere Lichtquelle 31, die weiteres Licht in einem sichtbaren Bereich erzeugt, d. h. mit einer Wellenlänge größer 400 nm, und ein weiterer Sensor 30, der Licht im sichtbaren Bereich detektiert, d. h. das Licht der weiteren Lichtquelle, das von der Banknote BN reflektiert wird. Sollte die weitere Lichtquelle 31 kurzwelligere Anteile aufweisen kann ein Filter 33 vorgesehen werden, welches diese nicht passieren läßt. Entsprechend kann ein Filter 32 vorgesehen sein, um kurzwelliges Licht vom weiteren Sensor 30 abzuhalten.
• Zur Auswertung der von den Sensoren 20 und 30 ermittelten Mengen des reflektierten ultravioletten und weiteren Lichts ist eine Auswerteeinheit 10 mit angeschlossenem Speicher 11 vorgesehen. Die Auswerteeinheit 10 kann beispielsweise von einem Mikroprozessor mit angeschlossenem Speicher 11 gebildet werden, wobei der Speicher 11 einen flüchtigen und eine nichtflüchtigen Bereich aufweisen kann. Im nichtflüchtigen Bereich des Speichers 11 sind insbesondere Schwellenwerte für die Echtheitsprüfung gespeichert. Damit die von den Sensoren 20 und 30 stammenden Messungen von der Auswerteeinheit 10 verarbeitet werden können, ist beispielsweise in Sensor 20 und 30 ein Analog/Digital-Wandler vorgesehen, welche die analogen Ausgangssignale der Sensoren 20 und 30 in digitale Werte wandelt.
• Die Werte der Sensoren 20 und 30 werden von der Auswerteeinheit 10 zueinander ins Verhältnis gesetzt, z. B. durch Division der Werte des ersten Sensors 20 durch die Werte des weiteren Sensors 30. Vor der Division der Werte oder anstelle der Division kann auch eine spezielle Korrektur eines anderen mathematischen Zusammenhangs erfolgen, der sich aus der gleichartigen Beeinflussung des sichtbaren und des ultravioletten Lichts ergibt.
• Diese Vorgehensweise gestattet es eine Verschmutzung der zu überprüfenden Banknoten BN zu kompensieren, da die oben beschriebenen Effekte auf das Licht bei der Reflexion an der Banknote durch Verschmutzung nicht verändert werden. Die Verschmutzung bewirkt vielmehr eine Reduzierung der reflektierten Lichtmenge, sowohl für das Licht der ersten Lichtquelle 21 als auch für das Licht der weiteren Lichtquelle 31. Die Verschmutzung von Banknoten kann deshalb kompensiert werden, wenn die Werte des ersten Sensors 20 mit den Werten des weiteren Sensors 30 - wie beschrieben - ins Verhältnis gesetzt werden. Selbstverständlich müssen in diesem Fall geeignete Schwellenwerte für die Überprüfung zur Verfügung gestellt und im Speicher 11 gespeichert werden. Die Schwellenwerte werden mittels echter Banknoten dadurch gewonnen, daß Werte des ersten Sensors 20 mit Werten des weiteren Sensors 30 ins Verhältnis gesetzt werden.
• Da die Verschmutzung der Banknoten starke lokale Schwankungen aufweisen kann, hat es sich als besonders sinnvoll erwiesen, daß erster und zweiter Sensor 20 und 30 die Banknote BN an der selben Stelle 15 auswerten. Ebenso kann es sinnvoll sein, die Messungen der Sensoren 20 und 30 zeitgleich durchzuführen.
• Die Auswerteeinheit 10 vergleicht das Verhältnis der von den Sensoren 20 stammenden Werte mit den Schwellenwerten und überprüft so die Echtheit der Banknote BN. Abhängig vom Ergebnis der Überprüfung kennzeichnet die Auswerteeinheit 10 die Banknote BN als echt oder als Fälschung. Diese Kennzeichnung kann für die weitere Bearbeitung der Banknote BN verwendet werden, um z. B. das oben erwähnte Transportsystem zu steuern, wodurch es ermöglicht wird, Fälschungen von echten Banknoten zu trennen. Dazu werden die Fälschungen beispielsweise in ein besonderes Ausgabefach transportiert.
• Zur Auswertung des Verhältnisses der Werte der Sensoren 20 und 30 durch die Auswerteeinheit 10 bieten sich verschiede Vorgehensweisen an. Beispielsweise kann aus sämtlichen Werten bzw. Verhältnissen der Werte, die erzeugt werden während die Banknote BN am Sensor 20 vorbeitransportiert wird, ein Mittelwert von der Auswerteeinheit 10 erzeugt werden, der mit den Schwellenwerten verglichen wird. Ebenso ist es möglich, für die zu überprüfenden Banknoten mindestens ein Muster zu ermitteln und im Speicher 11 abzuspeichern. In diesem Fall werden die Werte bzw. deren Verhältnisse, die erzeugt werden während die Banknote BN am Sensor 20 vorbeitransportiert wird, mit dem gespeicherten Muster auf Übereinstimmung überprüft, um die Echtheit der Banknote BN zu ermitteln. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, nur bestimmte Bereiche der Banknote BN, z. B. Bereiche ohne Bedruckung, zu untersuchen und mit Schwellenwerten zu vergleichen.
• Der weitere Sensor 30, der Licht im sichtbaren Bereich detektiert, d. h. Licht mit einer Wellenlänge größer 400 nm, kann auch dazu verwendet werden das Vorliegen von Banknoten mit Aufheller nachzuweisen. Liegt eine Fälschung vor, die Aufheller enthält, wird das ultraviolette Licht der Lichtquelle 21 durch einen Fluoreszenzeffekt in sichtbares Licht gewandelt, das vom Sensor 30 detetkiert wird. Überschreitet der digitale Wert einen vorgegebenen und im Speicher 11 gespeicherten Schwellenwert für die Aufhellermessung, wird eine Fälschung von der Auswerteeinheit 10 erkannt.
• Idealerweise wird die Wellenlänge der weiteren Lichtquelle 31 so gewählt, daß der für die Detektion des reflektierten Lichts bereits vorhandene weitere Sensor 30 auch für die Messung zum Nachweis von optischem Aufheller verwendet werden kann, z. B. Licht im blauen Bereich. Die Menge des durch den Fluoreszenzeffekt erzeugten sichtbaren Lichts ist dabei größer als die Menge des an der Banknote BN reflektierten Lichts der weiteren Lichtquelle 31. Dadurch kann das Vorliegen einer Fälschung mit Aufheller eindeutig erkannt werden, wenn der Schwellenwert für die Aufhellermessung überschritten wird. Wird der Schwellenwert unterschritten, wird der vom weiteren Sensor 30 ermittelte Wert - wie oben beschrieben - zur Verhältnisbildung verwendet, um die Echtheitsprüfung mittels reflektiertem ultraviolettem Licht unabhängig von Verschmutzungseffekten durchführen zu können. Ebenso ist es aber möglich eine andere Wellenlänge zu wählen, um Verschumutzungseffekte zu kompensieren. Insbesondere kann die Wellenlänge der zweiten Lichtquelle 31 und des zweiten Sensors 30 auch kleiner als die Wellenlänge der ersten Lichtquelle 21 und des ersten Sensors 20 sein. In diesem Fall muß aber noch ein Sensor (nicht dargestellt) vorgesehen werden, um das Vorhandensein von optischen Aufhellern überprüfen zu können.
• Um Effekte wie Alterung, Verschmutzung oder Temperaturschwankungen, der Sensoren 20, 30 bzw. Lichtquellen 21, 31 auszugleichen, kann es vorgesehen sein, in den Lücken zwischen zu überprüfenden Banknoten BN eine Kalibrierung vorzunehmen. Dabei werden Referenzwerte, die im Speicher 11 gespeichert sind von der Auswerteeinheit 10 mit den Werten der Sensoren 20, 30 verglichen. Treten Abweichungen auf, kann die Auswerteeinheit 10 beispielsweise die Lichtquellen 21, 31 nachregeln. Eine Kalibrierung kann auch mittels separater Monitorempfänger (nicht dargestellt) durchgeführt werden, d. h. Sensoren welche das Licht der Lichtquellen 21, 31 empfangen. Erfassen die Monitorempfänger Abweichungen, erfolgt eine Nachregelung.
• Neben den beschriebenen Ausführungsformen sind vielfältige Abwandlungen denkbar. Insbesondere kann die Anordnung der Sensoren und/oder Lichtquellen verändert werden.
• Ebenfalls können am Ort der Filter 22, 23, 32 und 33 zusätzlich oder anstelle der Filter 22, 23, 32 und 33 weitere optische Systeme wie Linsen vorgesehen werden, um beispielsweise eine besondere Fokusierung an der Stelle 15 oder den Sensoren zu erreichen.
• Weitere Änderungen ergeben sich durch die Verwendung mehrerer Sensoren 20, 30 und zugehöriger Lichtquellen 21, 31, um Messungen in mehreren Spuren durchführen zu können. Dabei können auch so viele aneinander angrenzende oder überlappende Spuren vorgesehen werden, daß eine vollfächige Überprüfung der Banknote möglich ist.
• Eine weitere Abwandlung ist möglich, wenn die Lichtquellen 21 bzw. 31 nicht nur Licht unterhalb bzw. oberhalb 400 nm abgeben, sondern Licht eines begrenzten spektralen Bereichs. Die erste Lichtquelle 21 kann z. B. Licht in einem Bereich von 350-400 nm abgeben, während die weitere Lichtquelle 31 Licht in einem Bereich von 400-450 nm abgibt. In diesem Fall können die Sensoren 20 bzw. 30 und/oder die Filter 22, 23, 32, 33 entsprechend angepaßt sein.
• In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ein Lock-In-Verstärker zur Verstärkung von Ausgangssignalen, vor deren Analog/Digital-Wandlung, mindestens eines der Sensoren 20, 30 vorgesehen. Lock-In-Verstärker werden bei der Messung und Verarbeitung sehr schwacher Analogsignale eingesetzt, wobei der Signalhintergrund sehr stark unterdrückt wird. Bei einem Lock-In-Verstärker wird das modulierte Ausgangssignal eines Sensors verstärkt und mit einem normierten Referenzsignal derselben Modulationsfrequenz in einem Synchrondemodulator demoduliert. In einem Tiefpaßfilter werden anschließend die hochfrequenten Anteile herausgefiltert. Als Ergebnis erhält man ein Signal, welches proportional ist zur Amplitude des verstärkten emittierten Fluoreszenzlichts (Sensor 30) bzw. des reflektierten ultravioletten Lichts (Sensor 20). Da sich der Einsatz eines Lock-In-Verstärkers insbesondere zur Verstärkung sehr schwacher eignet, kann hiermit sehr schwaches Licht mit hoher Genauigkeit gemessen werden. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn die Intensität der Lichtquelle im Verlauf ihrer Betriebsdauer abnimmt und infolgedessen das in der zu überprüfenden Banknote angeregte Fluoreszenzlicht bzw. reflektierte ultraviolette Licht schwächer wird.
• Die vorliegende Erfindung eignet sich besonderes für Banknotenbearbeitungsmaschinen, z. B. für Sortier- und/oder Zählmaschinen und/oder Geldannahmeautomaten.

Claims (13)

1. Verfahren für die Überprüfung der Echtheit von Blattgut, insbesondere von Banknoten, mittels ultraviolettem Licht, wobei das Blattgut mit ultraviolettem Licht und einem weiteren Licht mit einer zum ultravioletten Licht unterschiedlichen Wellenlänge beleuchtet wird und das vom Blattgut reflektierte ultraviolette Licht und das vom Blattgut reflektierte weitere Licht zueinander ins Verhältnis gesetzt werden und das Verhältnis für die Überprüfung der Echtheit des Blattguts bewertet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei für das Verhältnis mindestens ein Schwellenwert oder mindestens ein Muster von mindestens einem echten Stück Blattgut für die Überprüfung der Echtheit des Blattguts abgeleitet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das reflektierte ultraviolette und das reflektierte weitere Licht vom selben Ort des zu überprüfenden Blattguts stammen.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das reflektierte ultraviolette und das reflektierte weitere Licht zur gleichen Zeit ausgewertet werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei überprüft wird, ob das ultraviolette Licht von dem Blattgut in Licht einer anderen Wellenlänge gewandelt wird.

6. Vorrichtung für die Überprüfung der Echtheit von Blattgut, insbesondere von Banknoten, mittels ultraviolettem Licht, mit einer ersten Lichtquelle (21) zur Erzeugung des ultravioletten Lichts, wobei die Lichtquelle (21) das Blattgut (BN) mit ultraviolettem Licht beleuchtet, und einem ersten Sensor (20), der Werte für das vom Blattgut (BN) reflektierte Licht der ersten Lichtquelle (21) erzeugt, einer weiteren Lichtquelle (31) zur Erzeugung von Licht mit einer zum ultravioletten Licht der ersten Lichtquelle (21) unterschiedlichen Wellenlänge, und einem weiteren Sensor (30), der Werte für das vom Blattgut (BN) reflektierte Licht der weiteren Lichtquelle (31) erzeugt, sowie einer Auswerteeinheit (10) für die Überprüfung der Echtheit des Blattguts (BN) auf der Grundlage eines Verhältnisses der Werte des ersten Sensors (20) zu den Werten des weiteren Sensors (30).

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Sensoren (20, 30) die selbe Stelle (15) des Blattguts erfassen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Sensoren (20, 30) das Blattgut gleichzeitig erfassen.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei mehrere Sensoren (20, 30) und/oder Lichtquellen (21, 31) vorhanden sind um mehrere Spuren des Blattguts zu erfassen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Sensoren (20, 30) die Oberfläche des Blattguts vollständig erfassen.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei ein Speicher (11) mit der Auswerteeinheit (10) verbunden ist, der mindestens einen Schwellenwert oder mindestens ein Muster enthält, die von mindestens einem echten Stück Blattgut für die Überprüfung der Echtheit des Blattguts abgeleitet sind, und von der Auswerteeinheit (10) mit dem Verhältnis der Werte des oder der ersten Sensoren (20) zu den Werten des oder der weiteren Sensoren (30) verglichen werden.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, wobei ein Lock-In- Verstärker das Signal des oder der ersten Sensoren (20) und/oder des oder der weiteren Sensoren (30) verstärkt.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, wobei die Auswerteeinheit (10) die Werte des oder der weiteren Sensoren (30) überprüft, ob das ultraviolette Licht von dem Blattgut in Licht einer anderen Wellenlänge gewandelt wird.