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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren für die Prüfung von
Wertpapieren, insbesondere Banknoten, auf das Vorhandensein von Fremdmaterial,
insbesondere Klebestreifen.
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Banknoten
liegen häufig
in veränderter
Form vor, beispielsweise können
die Banknoten Fremdmaterialien aufweisen, insbesondere Klebestreifen,
die auf die Banknoten aufgeklebt sind, und die Banknoten für eine weitere
Benutzung unbrauchbar machen.
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Zur
Erkennung derartig veränderter
Banknoten ist bekannt, die Banknoten zu beleuchten und das von den
Banknoten reflektierte Licht zu überprüfen. Bereiche
der Banknoten, die Fremdmaterial wie Klebestreifen aufweisen, reflektieren
in der Regel mehr Licht als Bereiche ohne derartiges Fremdmaterial, wodurch
das Fremdmaterial erkannt werden kann.
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Die
bekannte Erkennung des Fremdmaterials weist jedoch den Nachteil
auf, daß die
Erkennung des Fremdmaterials nicht für alle Fälle sichergestellt ist. Weisen
die Banknoten beispielsweise Sicherheitselemente wie Hologramme
oder andere Elemente auf, die Kunststoffolien und/oder metallisierte Bereiche
aufweisen, kann das Vorliegen von Fremdmaterial nicht mehr ohne
weiteres erkannt werden, da auch durch die Sicherheitselemente eine
größere Menge
Licht reflektiert wird, als von anderen Bereichen der Banknoten.
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Andere
bekannte Vorrichtungen und Verfahren zur Erkennung von Fremdmaterial
sehen eine Dickenmessung der Banknoten vor, um auf den Banknoten
befindliches Fremdmaterial ermitteln zu können. Die Dickenmessung kann
dabei mechanisch, optisch oder akustisch erfolgen.
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Jedoch
kommt es auch bei diesen Vorrichtungen und Verfahren zur Erkennung
von Fremdmaterial zu Problemen in Bereichen der Banknoten, die Sicherheitselemente
aufweisen, die auf die Banknoten aufgebracht sind. Diese Probleme
entstehen dadurch, daß in
diesen Bereichen bereits durch die Sicherheitselemente eine Modulation
der Dicke bewirkt wird, wodurch die Erkennung der durch das Fremdmaterial
verursachten Dickenänderung
erschwert wird.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Vorrichtung und
ein Verfahren für
die Prüfung
von Wertpapieren, insbesondere Banknoten, anzugeben, welche es erlauben
zuverlässig
festzustellen, ob die Banknoten unzulässig durch Fremdmaterial, wie
aufgeklebte Klebestreifen, verändert wurden.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Vorrichtung und ein Verfahren mit den Merkmalen der Ansprüche 1 bzw.
5 gelöst.
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Bei
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
und dem Verfahren für
die Prüfung
von Wertpapieren, insbesondere Banknoten, auf das Vorhandensein
von Fremdmaterial, insbesondere Klebestreifen, werden zu prüfende Banknoten
mit polarisiertem Licht beleuchtet, von den zu prüfenden Banknoten
reflektiertes Licht wird untersucht, wobei die Menge des von den
zu prüfenden
Banknoten reflektierten Lichts mit einer von der Polarisierung des
beleuchtenden Lichts abweichenden Polarisierung ermittelt wird,
und in Abhängigkeit
von der ermittelten Menge reflektierten Lichts wird auf das Vorhandensein
von Fremdmaterial geschlossen.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
und das Verfahren für
die Prüfung
von Banknoten weisen den Vorteil auf, daß auf Banknoten aufgebrachtes Fremdmaterial,
welches die Polarisation von Licht verändert, wie Kunststoffmaterial
bzw. Klebestreifen, sicher erkannt werden kann. Dies ist selbst
für den
Fall möglich,
daß sich
das Fremdmaterial in Bereichen der Banknoten befindet, die Sicherheitselemente
aufweisen, welche selbst Kunststoffolien und/oder metallisierte
Bereiche aufweisen.
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Weitere
Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie der
nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform anhand von Figuren.
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Es
zeigen:
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1 bis 4 einen
prinzipiellen Aufbau einer Ausführungsform
einer Vorrichtung für
die Prüfung
von Banknoten auf das Vorhandensein von Fremdmaterial, bei der Prüfung verschiedener
Bereiche einer zu prüfenden
Banknote.
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In 1 ist
eine Lichtquelle 1 dargestellt, die Licht erzeugt, welches
von einem ersten Polarisator 2 polarisiert wird und ein
zu überprüfendes Wertpapier,
insbesondre eine Banknote BN, beleuchtet. Ein Sensor 4 ist
so angeordnet, daß er
von der Banknote BN reflektiertes Licht empfängt. Vor dem Sensor 4 ist ein
zweiter Polarisator 3 angeordnet, welcher das von der Banknote
BN reflektierte Licht polarisiert. Erster und zweiter Polarisator 2 und 3 sind
zueinander hinsichtlich der Polarisationsrichtung gedreht angeordnet.
Sind erster und zweiter Polarisator 2 und 3 als
lineare Polarisatoren ausgebildet, können diese vorzugsweise um
45° hinsichtlich
der Polarisationsrichtung zueinander gedreht angeordnet sein. In
der nachfolgenden Beschreibung weisen Polarisator 2 und 3 eine
Drehung von 45° auf.
Es sind aber auch Drehungen mit Winkeln zwischen 20° und 70° möglich.
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Der
Sensor 4 weist eine Steuereinrichtung auf, oder kann an
eine Steuereinrichtung angeschlossen sein, welche die Signale des
Sensors 4 auswertet, um bei der Prüfung der Banknote BN festzustellen,
ob Fremdmaterial auf der Banknote BN vorhanden ist. Die Steuereinrichtung
kann beispielsweise von einem Mikrocomputer gebildet werden.
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Wird
die Banknote BN entlang einer Transportrichtung T an der Vorrichtung 1 bis 4 vorbeitransportiert,
kann die Oberfläche
der Banknote auf das Vorhandensein von Fremdmaterial 6 geprüft werden. Bei
dem Fremdmaterial handelt es sich insbesondere um Klebestreifen,
die glänzend
oder matt sein können.
Generell kann es sich bei dem Fremdmaterial aber um beliebiges Kunststoffmaterial
handeln bzw. um Material welches die Polarisation von reflektiertem
Licht gegenüber
einfallendem Licht verändert.
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Trifft
das durch den ersten Polarisator 2 linear polarisierte
Licht der Lichtquelle 1, wie in 1 dargestellt,
auf eine Stelle der Banknote BN, die einem die Banknote BN bildenden
Substrat 7, das beispielsweise aus Papier, Kunststoff oder
einem Laminat aus Papier und/oder Kunststoff bestehen kann, entspricht,
erreicht nur ein geringer Teil des Lichts den Sensor 4,
da das Licht vom Substrat 7 der Banknote BN ohne Vorzugsrichtung
und unpolarisiert reflektiert wird, d. h. diffus gestreut wird.
Von dem Sensor 4 wird deshalb nur eine sehr geringe Menge
Licht empfangen. Da zudem der zweite Polarisator 3, der gegenüber dem
ersten Polarisator 2 um 45° gedreht ist,
vor dem Sensor 4 angeordnet ist, wird die Menge des vom
Sensor 4 empfangenen Lichts weiter verringert. Durch die
sehr geringe Menge Licht wird entsprechend ein sehr kleines Signal
des Sensors 4 hervorgerufen. Bei der Auswertung des Signals
des Sensors 4 wird durch die Steuereinrichtung aufgrund der
sehr geringen Größe des Signals
ermittelt, daß die überprüfte Stel le
vom Substrat 7 der Banknote BN gebildet wird, d. h. daß kein Fremdmaterial 6 vorliegt.
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Wird
die Banknote BN weiter in Transportrichtung T bewegt, wird, wie
in 2 dargestellt, ein auf dem Substrat 7 der
Banknote 7 befindliches Sicherheitselement 5 von
der Lichtquelle 1 beleuchtet. Das Sicherheitselement 5 besteht
aus einer Kunststoffolie, die auch eine Metallisierung aufweisen kann.
Das Sicherheitselement 5 kann beispielsweise ein Hologramm,
Kinegramm, ein eine Folie aufweisendes Fenster in der Banknote oder ähnliches
sein. Von der Oberfläche
des Sicherheitselements 5 bzw. von der Metallisierung wird
ein relativ großer
Teil des Lichts der Lichtquelle 1 in Richtung des Sensors 4 reflektiert.
Da erster und zweiter Polarisator 2 und 3, die sich
im Strahlengang des Lichts befinden, ein Drehung von 45° hinsichtlich
Ihrer Polarisationsrichtung aufweisen, wird die den Sensor 4 erreichende
Menge des Lichts jedoch verringert. Das Signal des Sensors 4 ist
in diesem Fall jedoch wesentlich größer als im zuvor geschilderten
Fall, bei dem das Licht auf das Substrat 7 der Banknote
BN trifft. Dadurch kann bei der Auswertung des Signals des Sensors 4 erkannt werden,
daß es
sich nicht um das Substrat 7 der Banknote BN handelt.
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Wird
die Banknote BN weiter in Transportrichtung T bewegt, wird, wie
in 3 dargestellt, das auf dem Sicherheitselement 5 der
Banknote 7 befindliche Fremdmaterial 6 von der
Lichtquelle 1 beleuchtet. Das Licht der Lichtquelle 1,
das durch den ersten Polarisator 1 linear polarisiert ist,
kann teilweise von dem Fremdmaterial 6 reflektiert werden,
insbesondere wenn es sich bei dem Fremdmaterial 6 um ein glänzendes
Klebeband handelt. Handelt es sich um ein mattes Klebeband, wird
das Licht teilweise diffus gestreut. Der Rest des Lichts durchdringt
das Fremdmaterial 6 und wird von der Oberfläche des
Sicherheitselements 5 bzw. dessen Metallisierung reflek tiert.
Das Licht durchdringt daraufhin erneut das Fremdmaterial 6 und
gelangt über
den zweiten Polarisator 3 zu dem Sensor 4. Da
Kunststoffmaterialien, insbesondere auch glänzende und matte Klebebänder, doppelbrechende
Eigenschaften aufweisen, wird das Licht bei dem zweimaligen Durchgang
durch das Fremdmaterial 6 um einen bestimmten Winkelbetrag gedreht,
der von den jeweiligen Eigenschaften des Fremdmaterials 6 abhängt. Durch
diese Drehung des Lichts wird aber bewirkt, daß die Menge des den Sensor 4 erreichenden
Lichts größer oder
kleiner ist, also unterschiedlich, als in dem zuvor anhand von 2 geschilderten
Fall, bei dem das Licht auf das Sicherheitselement 5 trifft.
Die Veränderung
der Lichtmenge ist abhängig
von der Stellung der Polarisatoren 2 und 3 zueinander
sowie der durch das Fremdmaterial 6 bewirkten Drehungsrichtung.
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Wird
die Banknote BN weiter in Transportrichtung T bewegt, wird, wie
in 4 dargestellt, das direkt auf dem Substrat 7 der
Banknote 7 befindliche Fremdmaterial 6 von der
Lichtquelle 1 beleuchtet. Handelt es sich um ein glänzendes
Kunststoffmaterial, wird das Licht teilweise in Richtung des Sensors 4 reflektiert.
Wird das Fremdmaterial 6 von mattem Kunststoffmaterial
gebildet, wird das Licht teilweise diffus gestreut, so daß nur ein
relativ kleiner Teil des Lichts zum Sensor 4 gelangt. Der
Rest des Lichts durchdringt das Fremdmaterial 6 und wird
zum größten Teil
vom Substrat 7 der Banknote BN absorbiert.
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Durch
die Auswertung der Größe des Signals
des Sensors 4 kann somit bei der Prüfung der Banknote BN erkannt
werden, ob es sich um das Substrat 7 der Banknote BN, ein
Sicherheitselement 5 der Banknote BN oder um Fremdmaterial 6 handelt. Handelt
es sich um Fremdmaterial 6 kann zudem unterschieden werden,
ob sich das Fremdmaterial 6 auf dem Substrat 7 der
Banknote BN oder auf einem Sicherheitselement 5 der Banknote
BN befindet.
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Liegt
das Substrat 7 der Banknote BN vor, erzeugt der Sensor 4 ein
sehr kleines Signal. Liegt das Fremdmaterial 6 direkt auf
dem Substrat 7 der Banknote BN vor, erzeugt der Sensor 4 ein
Signal, das größer als
das Signal für
Substrat 7 ist. Liegt ein Sicherheitselement 5 vor,
so erzeugt der Sensor 4 ein sehr großes Signal, das wesentlich
größer ist
als das Signal beim Vorliegen von Fremdmaterial 6 auf dem Substrat 7.
Liegt schließlich
Fremdmaterial 6 vor, das über einem Sicherheitselement 5 der
Banknote BN angebracht ist, erzeugt der Sensor 4 ein Signal,
das größer oder
kleiner als das des Sicherheitselements 5 ist, und somit
vom Signal des Sicherheitselements 5 unterschieden werden
kann.
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Statt
der zuvor beschriebenen Verwendung von linearen Polarisatoren 2 und 3,
können
auch Polarisatoren 2 und 3 verwendet werden, die
eine zirkulare Polarisierung des Lichts bewirken. Die Polarisatoren 2 und 3 können eine
gleichartige zirkulare Polarisierung bewirken, z. B. beide rechts-
oder beide linkszirkular polarisierend sein. Die Polarisatoren 2 und 3 können aber
auch eine unterschiedliche zirkulare Polarisierung aufweisen, d.
h. einer der Polarisatoren 2 und 3 kann linkszirkular,
der andere rechtszirkular polarisierend sein.
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Weisen
beide Polarisatoren 2 und 3 dieselbe Polarisationsrichtung
auf, ergibt sich für
das Sicherheitselement 5 das kleinste Signal am Sensor 4,
da die Polarisationsrichtung bei der Reflexion am Sicherheitselement 5 gedreht
wird. Für
das Substrat 7 der Banknote BN ergibt sich ein kleines
Signal, das größer als
das Signal für
das Sicherheitselement 5 ist. Befindet sich Fremdmaterial 6 auf
dem Substrat 7, ist das Signal größer. Eine weitere Vergrößerung des
Signals des Sensors 4 kann festgestellt werden, falls sich
Fremdmaterial 6 auf dem Sicherheitselement 5 befindet.
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Weisen
beide Polarisatoren 2 und 3 unterschiedliche Polarisationsrichtungen
auf, ergibt sich für
das Sicherheitselement 5 das größte Signal am Sensor 4,
da die Polarisationsrichtung bei der Reflexion am Sicherheitselement 5 gedreht
wird. Befindet sich Fremdmaterial 6 auf dem Sicherheitselement 5, wird
das Signal kleiner. Eine weitere Verringerung des Signals ergibt
sich für
den Fall, dass sich das Fremdmaterial 6 auf dem Substrat 7 der
Banknote BN befindet. Für
das Substrat 7 der Banknote BN ergibt sich schließlich das
kleinste Signal.
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Eine
weitere Verbesserung der Prüfung
auf Fremdmaterial kann erreicht werden, falls bekannt ist, um welche
Art von Banknote es sich handelt, d. h. welche Währung und Denomination die
Banknote aufweist. In diesem Fall ist die Lage von Sicherheitselementen 5 bekannt,
die auf der Banknote BN vorhanden sein müssen. Bei der Auswertung der
Signale des Sensors 4 ist es dann möglich, die Stellen, an denen
Sicherheitselemente 5 vorhanden sein müssen, entsprechend zu berücksichtigen.
Entsprechende Daten über
bekannte Eigenschaften von zu untersuchenden Banknoten, z. B. die
Lage von Sicherheitselementen von verschiedenen Banknoten, können in
der Steuereinheit des Sensors 4 gespeichert werden.
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Die
Lichtquelle 1 der zuvor beschriebenen Vorrichtung kann
von einer oder mehreren Glühlampen,
Leuchtstoffröhren,
Leuchtdioden, Laserdioden usw. gebildet werden.
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Ebenso
können
Lichtquelle 1 und erster Polarisator 2 und/oder
Sensor 4 und zweiter Polarisator 3 je eine bauliche
Einheit bilden, z. B. kann ein polarisierter Laser Verwendung finden.
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Weiterhin
ist es möglich,
daß die
Vorrichtung einen zeilenförmigen
Aufbau aufweist, d. h. mehrere Sensoren 4 und Lichtquellen 1 sind
jeweils so nebeneinander angeordnet, daß sie die zu prüfenden Banknoten
BN entlang ihrer gesamten Länge
oder Breite erfassen können.
Dadurch wird es möglich,
die gesamte Oberfläche
der Banknoten BN für
die Prüfung zu
beleuchten und zu erfassen, während
die Banknoten BN an der Vorrichtung 1 bis 4 vorbeitransportiert werden.
Die Lichtquelle 1 sowie der Sensor 4 können auch
von jeweils einem einzigen zeilenförmigen Bauteil gebildet werden.
Beispielsweise kann der Sensor 4 ein CCD-Sensor sein.
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Um
eine vollständige
Prüfung
der Banknoten BN zu ermöglichen,
kann eine zweite Vorrichtung 1 bis 4 auf der Seite
der anderen Oberfläche
der Banknote BN angeordnet sein.
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Die
zuvor beschriebene Steuereinrichtung kann neben der beschriebenen
Vorrichtung 1 bis 4 weitere Elemente steuern,
z. B. ein Transportsystem, welches die Banknoten entlang der Transportrichtung
T an der Vorrichtung 1 bis 4 vorbeitransportiert sowie
den weiteren Transport in Abhängigkeit
vom Prüfergebnis
des Sensors 4 vornehmen kann.
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Die
Vorrichtung 1 bis 4 kann insbesondere Bestandteil
von Banknotenbearbeitungsmaschinen sein, die Banknoten z. B. sortieren,
annehmen, ausgeben, vernichten usw.