DE3587836T2

DE3587836T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Validierung von Zahlungsmitteln.

Info

Publication number: DE3587836T2
Application number: DE3587836T
Authority: DE
Inventors: Elwood E Barnes; Bob M Dobbins
Original assignee: Mars Inc
Current assignee: Mars Inc
Priority date: 1984-10-10
Filing date: 1985-10-04
Publication date: 1995-02-09
Anticipated expiration: 2005-10-05
Also published as: JPH04357575A; JP2534802B2; EP0178132A3; JPH0666076B2; DK273886A; JPH05242335A; JP2527869B2; EP0319525A2; DK273886D0; ATE55500T1; AU594312B2; EP0178132B1; EP0178132B2; ATE106585T1; WO1986002476A1; AU5017585A; US4628194A; JPS62500406A; CA1240059A; ES8703654A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Validierung von Papiergeld.
Es wurde eine Anzahl von Vorrichtungen vorgeschlagen, die verschiedene Werte von US-Papiergeld oder "Banknoten" erkennen und zwischen diesen unterscheiden, jedoch war keine dieser Vorrichtungen vollständig zufriedenstellend.
Echtes US-Papiergeld enthält eine Vielfalt aufgedruckter Merkmale, die dazu verwendet werden können, das Geld als echt zu erkennen, und auch dazu, zwischen echtem Geld verschiedener Werte zu unterscheiden.
Ein Hinweis auf Echtheit ist die Tatsache, daß bestimmte Bereiche auf einer US-Geldnote mit Farbe mit magnetischen Eigenschaften bedruckt sind. Z.B. ist das in der Mitte jeder US-Banknote erscheinende Porträt bei einer echten Banknote ganz mit magnetischer Farbe gedruckt. Auf ähnliche Weise besteht die Phantasiegravierung, die den gedruckten Rand jeder US-Banknote bildet, ganz aus magnetischer Farbe, wie auch die großen Großbuchstaben oder die großen Zahlen, die rechts vom Porträt erscheinen und die den Wert der Banknote angeben (z. B. "ONE", "TWO", "FIVE" usw.). Im Gegensatz hierzu sind sowohl das grüne Siegel des Schatzamts, das unter den den Wert angebenden Buchstaben oder Zahlen rechts vom Porträt liegt, wie auch das schwarze Siegel der Federal Reserve Bank, das links vom Porträt erscheint, mit unmagnetischer Farbe gedruckt.
Die US-Banknote jedes Werts ist ebenfalls durch den Abstand zwischen den Gitterlinien gekennzeichnet, die im Hintergrund des Porträtfelds vorhanden sind. Bei Ein-Dollar-Noten beträgt z. B. der Abstand zwischen den vertikalen Gitterlinien 0,008 Zoll. Bei Zwei- und Fünf-Dollar-Noten entspricht der Gitterlinienabstand 0,010 Zoll bzw. 0,011 Zoll.
Im Stand der Technik wurden Gültigkeitsprüfer für Geld vorgeschlagen, die echte US-Banknoten erkennen und zwischen Banknoten mit verschiedenen Werten dadurch unterscheiden, daß sie den mittleren Abstand zwischen den vertikalen Gitterlinien in den Porträtbereichen der Banknoten messen. Eine solche Vorrichtung ist im für Shah et al erteilten US-Patent Nr. 4,349,111 offenbart.
Die Erkennung von Banknoten auf Grundlage des mittleren Gitterlinienabstands führt mit einiger Wahrscheinlichkeit zu Fehlschlägen beim Unterscheiden zwischen Banknoten mit relativ kleinen Unterschieden zwischen den Gitterabständen. Z.B. können bestimmte im Handel erhältliche Banknoten-Gültigkeitsprüfer, die die Technik mit dem mittleren Abstand verwenden, nicht sowohl für Zwei-Dollar- als auch Fünf-Dollar-Noten verwendet werden, da die mittleren Gitterlinienabstände zu ähnlich sind.
Eine andere Schwierigkeit mit verschiedenen bekannten Gültigkeitsprüfern ist die, daß sie Banknoten mit höherem Wert als gültige Banknoten mit geringerem Wert annehmen können.
Viele bekannte Gültigkeitsprüfer für Geld erfordern es, daß die zu prüfende Banknote mit einer speziellen Ausrichtung in den Gültigkeitsprüfer eingeführt wird (z. B. mit dem Siegel der Federal Reserve Bank zuerst). Derartige Vorrichtungen führen dazu, daß echte Banknoten alleine deswegen zurückgewiesen werden, da sie nicht richtig ausgerichtet sind. Es ist daher erwünscht, einen Gültigkeitsprüfer für Geld zu schaffen, der im Betrieb unempfindlich gegen die Ausrichtung von Banknoten ist.
Viele bekannte Gültigkeitsprüfer für Geld erfordern eine sorgfältige Einstellung der Geschwindigkeit, mit der die Banknote auf Information hin abgetastet wird. Bei solchen Gültigkeitsprüfern kann selbst eine kleine Änderung der Abtastgeschwindigkeit, wie sie von einem plötzlichen Abfall der Netzspannung herrührt, bewirken, daß echte Banknoten zurückgewiesen werden und daß es zu Ungenauigkeiten bei der Erkennung des Banknotenwerts kommt. Es ist daher erwünscht, einen Gültigkeitsprüfer für Geld zu schaffen, der unempfindlich gegenüber der Geschwindigkeit ist, mit der eine Banknote abgetastet wird.
Um einige der Schwierigkeiten in Zusammenhang mit einer Geschwindigkeitsregelung zu vermeiden, verwenden einige bekannte Gültigkeitsprüfer, wie die im US-Patent Nr. 4,464,787 für Fish et al offenbarten, Detektoren an festgelegten Positionen, um die Position der Banknote sicher zu erkennen und dadurch den Banknotenbereich festzusetzen, der geprüft wird. Diese Gültigkeitsprüfer erfordern jedoch allgemein einen Prüfkanal, der mindestens so lang wie die zu prüfende Banknote ist.
In US-4,464,787 ist ein Verfahren zum Erkennen des Werts unter mehreren Werten von Papiergeld vorgeschlagen, das mehrere charakteristische Bereiche aufweist, von denen jeder Geldidentifiziermerkmale enthält, mit den folgenden Schritten: Abtasten des Gelds mit einem Sensor, der ein elektrisches Signal erzeugt, um dadurch eine Folge elektrischer Signale auf die Geldidentifizierungsmerkmale hin zu erzeugen, wie sie vom Sensor in den abgetasteten Bereichen erkannt werden; Messen der Breiten der elektrischen Signale; Erzeugen eines ersten und eines zweiten Werts als Summenwerte der Breiten; und Vergleichen der Verhältnisse der Werte mit einem Standardverhältnis für einen annahmefähigen Wert des Papiergelds.
Die Erfindung ist in den Ansprüchen 1 und 12 definiert. Erscheinungsformen der Erfindung sind in den beigefügten Unteransprüchen dargelegt.
Ein Gültigkeitsprüfer für Papiergeld gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung verfügt über mehrere Sensoren, die so angeordnet sind, daß eine Banknote auf sie trifft und sie elektrische Signale auf bestimmte Merkmale der Banknote hin erzeugen. Die elektrischen Signale werden durch eine Logikschaltung, wie einen Mikroprozessor, verarbeitet, um die Echtheit und den Wert der geprüften Banknote zu bestimmen. Beim derzeit bevorzugten Ausführungsbeispiel wird eine Histogrammtechnik dazu verwendet, bestimmte Merkmale zu erkennen und zu unterscheiden.
Beim derzeit bevorzugten Ausführungsbeispiel für US-Banknoten wird, wie dies nachfolgend detaillierter beschrieben wird, Information, die entlang einem relativ schmalen, horizontalen Längspfad entlang der Mitte von US-Papiergeld aufgedruckt ist, dazu verwendet, echte Banknoten mit verschiedenen Werten genau zu erkennen und zwischen diesen zu unterscheiden.
Ein Transmissionssensor ist vorhanden, um das körperliche Vorhandensein oder Fehlen einer Banknote zu erkennen; ein Reflexionssensor ist vorhanden, um optische Information auf der Oberfläche der Banknote zu erkennen; und ein magnetischer Sensor ist vorhanden, um magnetische Information auf der Oberfläche der Banknote zu erkennen. Diese drei Sensoren sind so positioniert, daß eine Banknote aufeinanderfolgend auf sie trifft, die durch den Gültigkeitsprüfer läuft- wobei der Reflexionssensor und der magnetische Sensor so positioniert sind, daß die Banknote entlang eines Pfads auf sie trifft, der in Längsrichtung durch die Mitte der Banknote entlang deren längerer Abmessung läuft.
Die elektrischen Signale, wie sie von den drei Sensoren erzeugt werden, werden an einen Mikroprozessor mit einem Festspeicher (ROM) und einem Direktzugriffsspeicher (RAM) weitergeleitet. Die Signale werden abhängig von einem im ROM abgespeicherten Programm analysiert, um zu ermitteln, ob die erkannte Information das Vorliegen einer echten Banknote mit korrektem Wert anzeigt.
Die vom Reflexionssensor und vom magnetischen Sensor erzeugten Signale werden analysiert, um das Vorliegen oder Fehlen jedes magnetischen Bereichs oder unmagnetischen Zwischenraums auf der geprüften Banknote zu bestimmen, wie auch die Breite jedes erfaßten magnetischen Bereichs und unmagnetischen Zwischenraums wie auch der in diesen erkannten charakteristischen Merkmale, und um diese Werte mit bekannten Werten für eine echte Banknote zu vergleichen.
Information, die sowohl die Echtheit als auch den Wert anzeigt, wird durch die horizontale Breite jedes der vorstehend angegebenen bedruckten Bereiche geliefert (die nachfolgend als "Porträtfeld", "Randfeld", "Schwarzsiegelfeld" und "Wertfeld" bezeichnet werden). Darüber hinaus ist auch die horizontale Breite der Bereiche oder "Zwischenräume" jeweils zwischen diesen Feldern von Nutzen, um die Echtheit und den Wert einer Banknote zu bestimmen.
Innerhalb des Felds können die Anzahl von Linien, der Horizontalabstand zwischen benachbarten Linien sowie das Verhältnis des unmagnetischen Gesamtbereichs zur gesamten Feldgröße dazu verwendet werden, zwischen Banknoten verschiedener Werte weiter eine Erkennung und Unterscheidung aus zuführen.
Die vom magnetischen Sensor erzeugten Signale werden dazu verwendet, die Breite des Randfelds der geprüften Banknote zu bestimmen, wie auch die Anzahl der darin erscheinenden Linien, und dazu, diese Werte mit bekannten Werten für eine echte Banknote zu vergleichen.
Es werden auch die Eigenschaften des zuvor genannten Vertikalgitters im Porträtfeld verwendet. Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden die vom magnetischen Sensor erzeugten Signale dazu verwendet, die Größe von Zwischenräumen zwischen Zeilen aus magnetischer Farbe der geprüften Banknote zu bestimmen. Wie vorstehend angegeben, verfügt der Porträtbereich über mehrere regelmäßig beabstandete Zeilen. Die Zwischenräume werden erfaßt und die gemessenen Zwischenräume werden dann nach Größe und Form in Gruppen organisiert, was hier als "Histogramm" bezeichnet wird. Dann wird der Unterschied in der Anzahl von Zwischenräumen zwischen Gruppen analysiert, um dazu beizutragen, die Echtheit und den Wert einer Banknote zu bestimmen.
Die durch den magnetischen Sensor erzeugten Signale werden dazu verwendet, die Breite des Wertfelds zu bestimmen, wie auch das Verhältnis der größeren unmagnetischen Zwischenräume innerhalb des Wertfelds zur gesamten Feldbreite, und um diese Werte mit bekannten Werten für eine echte Banknote zu vergleichen.
Die Erfindung verwendet die von den verschiedenen Sensoren erzeugten Signale zum Ausführen zusätzlicher Tests, die nachfolgend beschrieben werden und die weiter anzeigen, ob die geprüfte Banknote eine echte Banknote mit korrektem Wert ist.
Nachdem die Echtheit und der Wert der Banknote bestimmt wurden, führt das bevorzugte Ausführungsbeispiel eine Reihe zusätzlicher Überprüfungen aus, um zu gewährleisten, daß die Banknote richtig angenommen wird.
Die detaillierte Beschreibung der Erfindung erfolgt unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen gleiche Zahlen in den mehreren Figuren entsprechende Teile kennzeichnen.
Fig. 1 ist ein Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung;
Fig. 2 ist eine Draufsicht auf die Vorrichtung entlang der Linie A-A in Fig. 1.
Fig. 3 zeigt ein Schaltbild, das die Spannungsversorgung veranschaulicht, wie sie für ein Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet wird.
Fig. 4 zeigt ein Schaltbild, das die Steuerplatine veranschaulicht, wie sie für ein Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet wird.
Fig. 5 zeigt ein Schaltbild, das eine Vorverstärkerplatine veranschaulicht, wie sie für ein Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet wird.
Fig. 6 zeigt den Verlauf eines Histogramms, das einen Teil der Analyse der Daten veranschaulicht, wie von der Erfindung ausgeführt.
Fig. 7 zeigt ein Flußdiagramm, das Schritte veranschaulicht, wie sie beim Analysieren von Daten verwendet werden, gestützt auf das die Echtheit und der Wert von US-Banknoten bestimmt werden.
Die folgende detaillierte Beschreibung betrifft die derzeit als beste angesehene Art zum Ausführen der Erfindung. Diese Beschreibung ist nicht in beschränkendem Sinn zu verstehen; sie erfolgt lediglich zum Zweck, die allgemeinen Prinzipien der Erfindung zu veranschaulichen.
Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Gültigkeitsprüfer 1 für Geld mit einem Gehäuse 2, das einen Banknoten-Laufweg 4 mit einem Einlaß 6 und einem Auslaß 8 enthält.
Zu jeder Seite des Banknoten-Laufwegs 4 sind zwei Endlos- Zugriemen 10 angeordnet, die von parallelen Walzen 12 gehalten werden. Die Walzen 12 sind funktionsmäßig über eine Reihe (nicht dargestellter) Zahnräder mit einem Motor 14 verbunden. Die motorgesteuerten Riemen 10 wirken so, daß sie eine Banknote durch den Laufweg 4 in Vorwärtsrichtung (von links nach recht in Fig. 1) vorwärtsbewegen. Der Motor 14 ist umkehrbar, so daß er die Riemen 10 in Gegenrichtung antreiben kann, um die Laufrichtung einer Banknote umzukehren.
Direkt über jedem Riemen 10 ist ein Satz Räder 16 angeordnet, der weiter dazu beiträgt, eine eingeführte Banknote durch den Laufweg 4 vorwärtszubewegen.
Anschließend an den Einlaß 6 befindet sich ein Transmissionssensor 18, der aus einem optischen Sender 20 und einem optischen Empfänger 22 besteht, die an entgegengesetzten Seiten des Banknoten-Laufwegs 4 angeordnet sind. Eine Unterbrechung eines vom Sender 20 zum Empfänger 22 laufenden Lichtstrahls bewirkt, daß der Empfänger 22 ein elektrisches Signal erzeugt, das anzeigt, daß ein Gegenstand im Einlaß 6 des Laufwegs 4 vorhanden ist.
Direkt über der ungefähren Mitte des Laufwegs 4 befindet sich ein Reflexionssensors 24 mit einem zweiten optischen Sensor 26 und einem zweiten optischen Empfänger 28, die beide relativ eng benachbart auf derselben Seite des Laufwegs 4 angeordnet sind. Der Reflexionssensor 24 ist so positioniert, daß er das Vorliegen oder Fehlen optischer Information auf einem im Laufweg 4 angeordneten Gegenstand (wie einer Banknote) erfaßt und darauf anspricht. Wenn die Oberfläche des Gegenstandes direkt unter dem Reflexionssensor 24 relativ stark reflektiert (wie dies bei den unbedruckten Bereichen von US-Banknoten der Fall ist), wird das vom Sender 26 emittierte Licht durch die Oberfläche des Gegenstands auf den Empfänger 28 reflektiert. Wenn die Oberfläche relativ wenig reflektierend ist (wie dies bei den bedruckten Bereichen von US-Banknoten der Fall ist), oder wenn sich kein Gegenstand im Laufweg 4 befindet, wird das vom Sender 26 emittierte Licht nicht auf den Empfänger 28 reflektiert.
Benachbart zum Reflexionssensor 24 befindet sich ein magnetischer Sensor 30, der ein elektrisches Signal erzeugt, wenn er das Vorhandensein magnetischer Information auf der Oberfläche einer Banknote erkennt, die direkt unter den Sensor geführt ist. Direkt unter dem magnetischen Sensor 30 befindet sich ein Walzrad 32, das drehend mit einer Achse 34 verbunden ist. Die Achse 34 wird ihrerseits durch federnde Halterungen 36 gehalten, die so wirken, daß sie das Walzenrad 32 zum magnetischen Sensor 30 hin drücken. Dadurch wirkt das federvorbelastete Walzenrad 32 so, daß es eine eingeführte Banknote fest gegen den magnetischen Sensor 30 drückt, um dadurch eine genaue Erfassung der magnetischen Information auf der Banknote zu gewährleisten.
Ein Permanentmagnet 29 ist über dem Laufweg zwischen dem Einlaß 6 und dem magnetischen Sensor 30 angeordnet. Er verstärkt das vom magnetischen Sensor erzeugte Signal dadurch, daß er die magnetische Farbe auf der zu prüfenden Banknote vormagnetisiert.
Der Reflexionssensor 24, der magnetische Sensor 30 und der Permanentmagnet 29 sind entlang des Laufwegs 4 so angeordnet, daß jeder von ihnen den mittleren Abschnitt einer durch den Laufweg 4 laufenden Banknote abtastet.
Angrenzend an den Auslaß 8 und unter der Mitte des Laufwegs 4 angeordnet, befindet sich ein Stausensor 38 mit vielen Zinken. Der Stausensor 38 ist drehend an die Achse angeschlossen, die die Walzen 12 verbindet. Der Stausensor 38 kann um einen Winkel von mindestens 90º um diese Achse verdreht werden, und zwar von einer ersten, vertikalen Position, wie sie in Fig. 1 durch durchgezogene Linien veranschaulicht ist, in eine zweite, horizontale Position, die in derselben Figur durch gestrichelte Linien veranschaulicht ist. Die Zinken 40 des Stausensors 38 werden so federvorbelastet, daß diese Zinken 40 in ihrer normalen Stellung vertikal ausgerichtet sind und sich nach oben durch die Ebene des Laufwegs 4 hindurch erstrecken, wie durch die durchgezogenen Linien in Fig. 1 angezeigt.
Die Vorderkante eines durch den Laufweg 4 laufenden Gegenstands trifft auf die Zinken 40 und drückt diese Zinken 40 in die durch die gestrichelten Linien in Fig. 1 dargestellte Horizontalposition. Die Zinken 40 verbleiben in dieser Horizontalposition, weggezogen vom Auslaß 8, bis der Gegenstand entweder über den Auslaß 8 oder über den Einlaß 6 dem Laufweg 4 entnommen wird. Das Wegnehmen des Gegenstands aus dem Laufweg 4 in einer der Richtungen ermöglicht es den Zinken 40, in ihre ursprüngliche, vertikale Ausrichtung zurückzukehren. Die Rückkehr des Stausensors 38 in seine Ursprungsposition wird von einem optischen Sensor 44 erkannt, der ein elektrisches Signal erzeugt.
Wenn ein Gegenstand über den Auslaß 8 dem Laufweg 4 entnommen wird, verhindern die Zinken 40, daß dieser Gegenstand heil durch den Laufweg 4 zurückgezogen werden kann. Der Stausensor 38 ist speziell so konstruiert, daß er vereitelt, was als betrügerische Vorgehensweise "Banknote an einem Faden" bezeichnet wird.
Der zuvor angegebene Prototyp eines Gültigkeitsprüfers verfügt über drei hauptsächliche elektronische Unteranordnungen in Form gedruckter Schaltungsplatinen, die nach ihren Hauptfunktionen benannt sind: die Spannungsversorgungsplatine, die Steuerplatine und die Vorverstärkerplatine. Die Schaltungen auf diesen Platinen sind allgemein jeweils in den Fig. 3-5 dargestellt. Die verschiedenen anderen Funktionen teilen sich auf Steuerplatinen auf, die abhängig vom körperlichen Ort und vom zur Verfügung stehenden Raum gestaltet sind. Beim Gültigkeitsprüfer gemäß dem Prototyp liegt die Spannungsversorgungsplatine unter dem Banknoten-Laufweg 4, die Vorverstärkerplatine liegt über dem Laufweg 4 und die Steuerplatine liegt entlang der anderen Teile des Gültigkeitsprüfers.
Fig. 3 zeigt die Spannungsversorgung 46, eine Motortreiberschaltung 48 mit einem Treiberchip 49 für einen Gleichstrommotor vom Sprague-Typ 2952B; einen Antriebsmotor M für den Gültigkeitsprüfer, die optische Sender-LED 20 des Transmissionssensors 18 und die optische Sender-LED 41 sowie den optischen Empfänger 41' des optischen Stausensors 44, der ein einen Stau anzeigendes Signal zu einem Mikroprozessor 102 überträgt.
Fig. 4 zeigt die Steuerplatine, die den Mikroprozessor 102 und die meisten der diesem direkt zugeordneten Schaltungen beinhaltet. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Mikroprozessor 102 ein Mikroprozessor 8049, hergestellt von Intel Corporation, Santa Clara, Kalifornien. Der Mikroprozessor 102 enthält einen Festspeicher (ROM) und, bei diesem Ausführungsbeispiel, einen Direktzugriffsspeicher (RAM), der dazu verwendet werden kann, Daten während des Betriebs abzuspeichern und in den während des Gültigkeitsprüfablaufs eingeschrieben und aus dem dabei ausgelesen werden kann.
Der Ausgang des photoempfindlichen Abschnitts 22 des Transmissionssensors 18 ist, wie in Fig. 5 dargestellt, mit einer Komparatorschaltung 100 verbunden, deren Ausgang mit dem Stift 6 des zweiten E/A-Ports des Mikroprozessors 102, wie in Fig. 4 dargestellt, verbunden ist.
Eine zweite, in Fig. 4 dargestellte Komparatorschaltung 104 ist mit dem Ausgang des Reflexionssensors 24 verbunden, wie in Fig. 5 dargestellt. Der Ausgang der Komparatorschaltung 104 ist mit dem Eingangsstift T0 des Mikroprozessors 102 verbunden. Der LED-Abschnitt 26, der dem Reflexionssensor 24 zugeordnet ist, ist ebenfalls in Fig. 5 dargestellt. Er wird von einem Signal vom Stift 31 oder vom Stift 33 des ersten E/A-Ports des Mikroprozessors 102 gesteuert.
Eine dritte Verstärkungsschaltung 106 ist mit dem Ausgang des magnetischen Sensors 30 verbunden, wie in Fig. 5 dargestellt. Eine Flipflop-Schaltung 108, dargestellt in Fig. 4, ist mit dem Ausgang der Verstärkungsschaltung 106 verbunden. Ihre eine Ausgangsleitung ist mit dem Interruptanforderungs- Eingang INT des Mikroprozessors 102 verbunden und die andere Leitung ist mit dem Stift 25 des zweiten E/A-Ports des Mikroprozessors 102 verbunden, um ein Rücksetzsignal zu empfangen, wenn der Mikroprozessor 102 auf eine "Interrupt"-Anforderung hin reagiert hat.
Eine "Totmanntimer-" und Rücksetzschaltung 116 überwacht das Ausgangssignal auf der Leseleitung RD des Mikroprozessors 102 auf einen kontinuierlichen Impulszug hin, wie gesteuert durch das Programm erzeugt, der anzeigt, daß der Mikroprozessor 102 normal arbeitet. Solange diese Impulse empfangen werden, wird ein Kondensator C3 in entladenem Zustand gehalten. Wenn die Impulse aufhören, was einen Programmausfall im Mikroprozessor 102 anzeigt, lädt sich der Kondensator C3 auf, was bewirkt, daß der Komparator 117 ein Rücksetzsignal an den Rücksetzeingang RST des Mikroprozessors 102 aussendet. Beim normalen Spannungseinschalten des Gültigkeitsprüfers setzt das Laden eines Kondensators C4 den Mikroprozessor 102 zurück.
Eine Taktschaltung 112 mit einem Kristall oder einem Resonator Y1 legt die Betriebsfrequenz fest und führt den Mikroprozessor 102 schrittweise durch eine Reihe von Vorgängen auf Grundlage von Befehlen, wie sie innerhalb des Mikroprozessors 102 oder in einem externen Programmspeicher wie einem Festspeicher (ROM) abgespeichert sind. Die von der Taktschaltung 112 erzeugte Frequenz wird im Mikroprozessor durch den Faktor 15 geteilt und das frequenzgeteilte Signal erscheint als periodisches, logisches Signal am Stift 11 des Mikroprozessors 102 und wird als ALE bezeichnet. Das Signal wird frequenzmäßig durch eine Teilerschaltung 114 weiter durch den Faktor vier geteilt und es wird in den Eingangsport T1 des Mikroprozessors 102 eingegeben. Dieses aus dem Takt gewonnene Signal wird dazu verwendet, einen internen Acht-Bit-Zähler im Mikroprozessor 102 anzusteuern. Indem nach Überläufen dieses (nicht dargestellten) internen Zählers CTR1 gesehen wird, so wie unter Verwendung zweier Speicherstellen des internen Direktzugriffsspeichers (RAM), wird innerhalb des Mikroprozessors 102 eine genaue Zeitbasis erzeugt. Der Mikroprozessor 102 beinhaltet auch zwei RAM-Erweiterungsregister CTR2 und CTR3 (die nicht dargestellt sind). Der Zähler CTR1 und diese zwei Register CTR2 und CTR3 bilden einen Zeitbasiszähler (TBC = Time Base Counter).
Jedes einzelne Signal, wie vom Transmissionssensor 18, vom Reflexionssensor 24, vom magnetischen Sensor 30 oder vom optischen Sensor 44 erzeugt, kann zum Zeitpunkt, zu dem diese Signale vom Mikroprozessor 102 erkannt werden, eindeutig dem im TBC enthaltenen Zeitwert zugeordnet werden. Die Intervalle zwischen einem beliebigen Signal, wie es von den obigen Sensoren 18, 24, 30 und 44 erzeugt wird, sowie einem zweiten Signal von einem derselben, können dadurch ebenfalls aufgrund der Differenz zwischen dem Zählwert, wie er im TBC in Zuordnung zum Auftreten des ersten Signals vorhanden ist, und dem Zählwert bestimmt werden, wie er im TBC in Zuordnung zum Auftreten des zweiten Signals vorhanden ist. Nur der einem Ereignis zugeordnete Zeitwert wird abgespeichert, nicht das Ereignis selbst. Es ist auch zu beachten, daß der einem speziellen Ereignis zugeordnete Zeitwert nicht direkt mit einer speziellen körperlichen Position auf einer Banknote in Beziehung steht.
Um den Betrieb des Gültigkeitsprüfers auszulösen, wird die Vorderkante einer zu prüfenden Banknote in den Einlaß 6 des Laufwegs 4 eingeführt. Das Unterbrechen des Lichtstrahls zwischen dem optischen Sender 20 und dem optischen Empfänger 22 des Transmissionssensors 18 durch die eingeführte Banknote erzeugt ein Signal, das den Motor 14 für einen Lauf in Vorwärtsrichtung startet. Dann wird die eingeführte Banknote zwischen den Rädern 16 und dem sich bewegenden Riemen 10 erfaßt und dadurch durch den Laufweg 4 vorwärtsbewegt, wobei sie von links nach rechts in den Fig. 1 und 2 läuft, so daß jeder Punkt der nach oben zeigenden Fläche der Banknote zunächst auf den Reflexionssensor 24 und dann auf den magnetischen Sensor 30 trifft.
Die Unterbrechung am Transmissionssensor 18 legt auch den Startpunkt für den Wert oder Zählwert, wie im TBC abgespeichert, fest. Innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne nach der Unterbrechung am Transmissionssensor muß der magnetische Sensor 30 Signale erzeugen, die die Erkennung zweier magnetischer Farblinien innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne anzeigen. Die Erkennung zweier Linien mit magnetischen Eigenschaften ist, im Gegensatz zur Erkennung einer Linie, erforderlich, da ein einziges magnetisches Signal aufgrund des Vorliegens einer nachgemachten magnetischen Linie auf der Banknote oder aufgrund eines anderen verfälschten elektrischen Signals innerhalb des Systems hervorgerufen sein kann. Im Gegensatz dazu zeigt die Erkennung zweier solcher Signale innerhalb einer kurzen Zeitspanne mit vernünftigem Ausmaß an Bestimmtheit an, daß die Signale durch das Vorliegen eingravierter Tintenlinien auf der Banknote und nicht durch ein Verfälschungsmerkmal hervorgerufen sind.
Diese magnetischen Signale werden beim Durchlauf des magnetischen Materials auf der Banknote, zunächst unter dem Permanentmagnet 29 zum Vormagnetisieren des magnetischen Materials und dann unter dem Magnetkopf 30 erzeugt, wo die Erkennung des magnetischen Materials ein kleines elektrisches Signal erzeugt. Dieses Signal wird durch einen in Fig. 5 dargestellten Vorverstärker 101 verstärkt, um an dessen Ausgang ein analoges Signal zu erzeugen. Dieses analoge Signal wird in logische Pegel umgesetzt, die sich zur Verarbeitung durch die Komparatorschaltung 106 eignen, die auf der in Fig. 4 dargestellten Steuerplatine liegt. Diese logischen Pegel setzen ein logisches Element, ein Flipflop 108, dessen Ausgangszustand durch den Mikroprozessor 102 abgetastet wird.
Das erste magnetische Signal, dem innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne ein zweites magnetisches Signal folgt, bewirkt, daß der Inhalt des Zeitbasiszählers im RAM abgespeichert wird. Bei einer echten Banknote zeigt dieses erste magnetische Signal die Erkennung der Kante des ersten magnetischen Felds oder des Randfelds an. Jeder der magnetischen Impulse im Randfeld bewirkt, daß der RAM-Ort inkrementiert wird. Dies sorgt für einen Gesamtzählwert der magnetischen Impulse im Randfeld.
Der Inhalt des Zeitbasiszählers, wie jedem folgenden, vom magnetischen Sensor erzeugten Signal zugeordnet, wird entsprechend gesichert, jedoch werden diese anschließend gesicherten Werte sofort wieder verworfen, wenn ihnen inner halb einer vorgegebenen kurzen Zeitspanne ein weiterer, nachfolgender Wert folgt. Dieser Prozeß des Sicherns und unmittelbaren Ersetzens von Werten des Zeitbasiszählers für magnetische Signale dauert fort, bis einem magnetischen Signal kein weiteres Signal innerhalb einer vorgegebenen kurzen Zeitspanne folgt. Der Prozeß des Abspeicherns und Ersetzens dauert an, bis eine Lücke vorgegebener Größe vorliegt und der Gesamtzählwert der im RAM abgespeicherten Impulse einen im ROM abgespeicherten vorgegebenen Zählwert erreicht oder übersteigt. Bei einer echten Banknote repräsentiert der letzte gesicherte Wert des Zeitbasiszählers das Ende des ersten magnetischen Felds und den Beginn des ersten magnetischen Zwischenraums oder der ersten magnetischen Lücke.
Die Tatsache, daß ein erstes magnetisches Feld erkannt wurde, wird als Bit an einer RAM-Stelle abgespeichert, die als Erkennungsstatusregister bezeichnet wird.
Das zweite magnetische Feld, wie es vom magnetischen Sensor 30 zu erkennen ist, ist entweder das Porträtfeld oder das Wertfeld, abhängig davon, wie die Banknote ausgerichtet wurde, wenn sie in den Laufweg 4 eingeführt wurde. Die Erfindung verwendet den Abstand zwischen dem ersten Signal des ersten Magnetfelds und dem Anfangssignal des zweiten Magnetfelds, um die Banknotenausrichtung wie folgt zu erkennen.
Nach dem Erkennen, daß das erste Magnetfeld abgeschlossen ist, wird die Banknote über den Magnetsensor 30 weiter vorwärtsbewegt, bis die erste magnetische Linie des zweiten magnetischen Felds vom magnetischen Sensor 30 erkannt wird. Der Zählwert im Zeitbasiszähler TBC zum Zeitpunkt dieses Ereignisses wird im RAM abgespeichert. (Wie bei der Erkennung der ersten Linie des ersten magnetischen Bereichs wird die erste Linie des zweiten magnetischen Bereichs als solche erkannt und nur dann abgespeichert, wenn ihr innerhalb einer vorgegebenen kurzen Zeitspanne eine andere magnetische Linie folgt.)
Der Abstand zwischen der ersten Linie des zweiten magnetischen Bereichs und der letzten Linie des ersten magnetischen Bereichs wird berechnet und der Wert wird mit einem vorgegebenen, im ROM abgespeicherten Wert verglichen.
Wenn der berechnete Abstand größer als der im ROM abgespeicherte Wert ist, wird festgestellt, daß sich die Banknote in der Ausrichtung "Porträtfeld voraus" befindet (d. h., daß die Banknote so in den Laufweg 4 eingeführt wurde, daß das Porträtfeld zu einem Zeitpunkt vom magnetischen Sensor 30 abgetastet wird, der früher liegt als derjenige, zu dem das Wertfeld vom magnetischen Sensors 30 abgetastet wird). Wenn der berechnete Abstand kleiner als der im ROM abgespeicherte Wert ist, wird festgestellt, daß sich die Banknote in der Ausrichtung "Wertfeld voraus" befindet (was bedeutet, daß das Wertfeld vor dem Porträtfeld vom magnetischen Sensor 30 abgetastet wird).
Wenn der berechnete Abstand größer als ein zweiter, größerer, im RAM abgespeicherter Wert ist, was anzeigt, daß der Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten magnetischen Feld größer ist, als bei einer echten US-Banknote, wird die Laufrichtung des Motors umgekehrt und die Banknote wird zurückgewiesen.
Wenn angenommen wird, daß die Banknote mit dem Porträtfeld voraus eingeführt wurde, ist das nächste interessierende Feld, das vom Magnetsensor 30 zu erfassen ist, das Porträtfeld.
Die erste magnetische Linie des Porträtfelds, die unter dem magnetischen Sensor 30 durchläuft, bewirkt, daß der Sensor 30 ein Signal erzeugt. Das durch das Vorliegen des Porträtfelds unter dem magnetischen Sensor 30 erzeugte erste Signal wird erkannt und bewirkt, daß der im Zeitbasiszähler abgespeicherte Zählwert oder die Zeit auf dieselbe Weise im RAM abgespeichert wird, wie oben in bezug auf das erste Signal des Randfelds beschrieben. Zusätzlich wird eine Stelle im RAM dazu verwendet, den Gesamtzählwert magnetischer Impulse im Porträtfeld aufzubewahren.
Jede folgende magnetische Linie innerhalb des Porträtfelds, die unter dem magnetischen Sensor 30 durchläuft, bewirkt, daß der Sensor 30 ein zusätzliches elektrisches Signal erzeugt. Jedes der nächsten 16 Signale, die dem ersten Signal folgen, bewirkt, daß der Zählwert oder die Zeit, wie im Zeitbasiszähler abgespeichert, in den RAM eingespeichert wird. Es ist zu beachten, daß diese 16 Zeitwerte der Erkennung der vertikalen Gitterlinien durch den magnetischen Sensor 30 entsprechen, die die linke oder rechte Seite (abhängig von der Ausrichtung der Banknote) des Porträtfelds ausmachen.
Die nächsten 17 Signale, wie sie während des Abrasterns des Porträtfelds erzeugt werden, bewirken auf ähnliche Weise, daß der Zählwert oder die Zeit, wie im Zeitbasiszähler abgespeichert, in den RAN eingespeichert werden. Jedes zusätzliche erzeugte Signal bewirkt, daß der Zählwert oder die Zeit, wie im Zeitbasiszähler abgespeichert, in den RAM eingespeichert wird und zu einem zweiten Satz von 17 Werten hinzugefügt wird. So wie jeder zusätzliche Wert hinzugefügt wird, wird der "älteste" Wert im Satz im RAM verworfen. Auf diese Weise werden nur die 17 zuletzt erzeugten Werte im RAM aufrechterhalten. Diese Werte entsprechen der Erkennung der vertikalen Gitterlinien, wie sie an der Hinterkante des Porträtfelds auftreten.
Das Ende des Porträtfelds kann erscheinen, nachdem die folgenden drei Bedingungen erfüllt sind: 1. das Fehlen eines magnetischen Signals für eine Zeit, die größer als ein vorgegebener, im ROM abgespeicherter Wert ist (26 ms beim vorliegenden Ausführungsbeispiel); 2. der Gesamtzählwert der magnetischen Impulse im Porträtfeld ist größer als ein vorgegebener, im ROM abgespeicherter Wert (40 beim vorliegenden Ausführungsbeispiel); und 3. die Breite des Porträtfelds ist größer als ein vorgegebener, im ROM abgespeicherter Wert (160 ms beim vorliegenden Ausführungsbeispiel). Die Porträtfeldbreite wird dadurch erhalten, daß vom Endzählwert oder der Endzeit des Porträtfelds der Anfangszählwert oder die Startzeit des Porträtfelds abgezogen wird. Diese wird im RAM abgespeichert und dazu verwendet, die Daten zu normieren oder zu skalieren, nachdem der Motor angehalten wurde.
Die letzte magnetische Linie des Porträtfelds, die unter dem magnetischen Sensor 30 durchläuft, erzeugt ein Signal, das bewirkt, daß der Zählwert oder die Zeit, wie im Zeitbasiszähler abgespeichert, auf dieselbe Weise in den RAN eingespeichert wird, wie dies oben in bezug auf das letzte Signal des Randfelds beschrieben wurde.
Die Abstände zwischen benachbarten Werten in jedem der zwei Sätze von 17 Werten, wie im Speicher abgespeichert, werden ebenfalls berechnet und abgespeichert. Es wird darauf hingewiesen, daß diese berechneten Abstände den Abständen vertikaler Gitterlinien sowohl an der rechten als auch der linken Seite des Porträtfelds entsprechen. Diese berechneten Abstände werden dazu verwendet, die Echtheit und den Wert der Banknote auf eine Weise zu bestimmen, wie dies unten beschrieben wird.
Wenn erneut angenommen wird, daß zunächst das Porträtfeld der Banknote eintritt, ist das nächste interessierende, vom magnetischen Sensor abgetastete Feld das Wertfeld.
Das Durchlaufen der ersten magnetischen Linie des Wertfelds unter dem magnetischen Sensor 30 bewirkt, daß dieser magnetische Sensor ein elektrisches Signal erzeugt. Das erste, durch das Vorliegen des Wertfelds erzeugte Signal wird ermittelt und der die Zeit des Auftretens anzeigende Zählwert wird im RAM auf eine Weise eingespeichert, wie sie oben in bezug auf das erste Signal beschrieben wurde, das durch das Vorliegen des Randfelds erzeugt wird.
Jede weitere magnetische Linie innerhalb des Wertfelds, die unter dem magnetischen Sensor 30 durchläuft, bewirkt, daß der magnetische Sensor 30 ein weiteres elektrisches Signal erzeugt. Jedes weitere elektrische Signal bewirkt auch, daß der im Zeitbasiszähler TBC gespeicherte Zählwert in den RAM eingespeichert wird.
Der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden elektrischen Signalen innerhalb des Wertfelds wird berechnet und mit einer vorgegebenen Konstanten verglichen. Wenn der berechnete Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Signalen größer als die im ROM abgespeicherte vorgegebene Konstante ist, wird der Wert des berechneten Abstands zu einem im RAM abgespeicherten Summenabstandswert hinzuaddiert. Der dadurch im RAM abgespeicherte Summenwert repräsentiert die Summe der Breite der "Lücken" oder der größeren unmagnetischen Bereiche innerhalb des Wertfelds.
Das Ende des Wertfelds kann nur nach dem Fehlen magnetischer Signale für eine Zeit auftreten, die größer als ein vorgegebener Wert im ROM (41 ms beim vorliegenden Ausführungsbeispiel) ist, und bei einer Feldbreite, die einen im ROM vorgegebenen Minimalwert (100 ms beim vorliegenden Ausführungsbeispiel) überschreitet.
Die letzte magnetische Linie des Wertfelds, die unter dem magnetischen Sensor 30 durchläuft, erzeugt ein Signal, das erkannt wird und bewirkt, daß der im Zeitbasiszähler TBC abgespeicherte Zählwert auf dieselbe Weise in den RAN eingespeichert wird, wie dies oben in bezug auf das letzte Signal des Randfelds beschrieben wurde. Im Erkennungsstatusregister wird ein Bit für das Wertfeld gesetzt.
Der Abstand zwischen dem Wertfeld und dem Porträtfeld wird berechnet und im Speicher abgespeichert. Bei der Ausrichtung mit dem Wertfeld voraus ist dieser Abstand der Abstand zwischen dem letzten Signal des Wertfelds und dem ersten Signal des Porträtfelds. Bei der Ausrichtung mit dem Porträtfeld voraus ist dieser Abstand der Abstand zwischen dem letzten Signal des Porträtfelds und dem ersten Signal des Wertfelds.
Bei jeder Ausrichtung wird der berechnete Abstand zwischen dem Porträtfeld und dem Wertfeld mit einem vorgegebenen, im Speicher abgespeicherten Wert verglichen. Wenn der berechnete Abstand größer als der vorgegebene Wert ist, was anzeigt, daß der Zwischenraum zwischen dem Porträtfeld und dem Wertfeld größer als bei einer echten US-Banknote ist, wird die Laufrichtung des Motors umgekehrt und die Banknote wird zurückgewiesen.
Zusätzlich zum magnetischen Sensor 30 ist der Reflexionssensor 24 aktiv, während die Banknote transportiert wird. Seine Funktion kann wie folgt beschrieben werden.
Jeder dunkle Bereich der Banknote, der vom Reflexionssensor 24 erkannt wird, bewirkt, daß das Ausgangssignal der Komparatorschaltung 104 auf niedrig geht. Dieser Pegel wird vom Mikroprozessor 102 am Stift 1 erfaßt. Wenn das Ausgangssignal des Komparators 104 über eine gewisse Minimalzeit (die im ROM abgespeichert ist) hinaus auf niedrig bleibt, wird das optische Erkennungsbit im Erkennungsstatusregister im RAN gesetzt. Ein spezieller Wert N wird vorab so ausgewählt, daß jeder dunkle Gegenstand, der für ein Ausgangssignal mit kontinuierlichem Pegel vom Reflexionsensor 24 sorgt, während die Banknote über ungefähr 1,5 mm (1/16 Zoll) unter dem Reflexionssensor 24 transportiert wird, bewirkt, daß das optische Erkennungsbit des Erkennungsstatusregisters gesetzt wird. Wenn das optische Erkennungsbit gesetzt ist, wird ein optischer Timerwert in den RAN geladen. Beim Prototyp ist dieser Wert 48, was 15,24 mm (0,6 Zoll) bei der Normalgeschwindigkeit der Bewegung der Banknote repräsentiert. Wenn sich die Banknote entlang des Laufwegs 4 bewegt, wird der optische Timerwert im RAN dekrementiert. Wenn irgend ein magnetischer Impuls erkannt wird, wird das optische Erkennungsbit gelöscht und der optische Timerwert wird nicht berücksichtigt. Wenn das optische Erkennungsbit nicht gelöscht wird und der Wert des optischen Timers bis auf Null herab dekrementiert wird, wird das Siegelerkennungsbit im Erkennungsstatusregister gesetzt. Es ist zu beachten, daß der im ROM abgespeicherte bevorzugte Wert dergestalt ist, daß die Banknote ungefähr 15,24 mm (0,6 Zoll) ab dem Zeitpunkt, zu dem das optische Erkennungsbit gesetzt wird, bis zum Zeitpunkt, zu dem das Siegelerkennungsbit gesetzt werden kann, transportiert wird. Dieser Wert hängt vom Abstand zwischen dem Reflexions- und magnetischen Sensor ab, der beim Ausführungsbeispiel des vorliegenden Gültigkeitsprüfers für Geld ungefähr 12,7 mm (0,5 Zoll) beträgt. So muß folgendes erfüllt sein, damit das Siegelerkennungsbit gesetzt werden kann:
a. eine dunkle Linie mit minimaler Breite, wie vom Reflexionssensor 24 erfaßt.
b. kein Ausgangssignal des magnetischen Sensors 30 über ungefähr 12,7 mm (0,5 Zoll) vor und bis ungefähr 2,54 mm (0,1 Zoll) nachdem optische Aktivität erstmals durch den Reflexionssensor 24 erfaßt wurde.
Wenn die Banknote mit dem schwarzen Siegel voraus eingeführt wurde, bewirkt das Vorliegen optischer Signale und das Fehlen magnetischer Signale im Schwarzsiegelbereich nach dem ersten Randfeld bei einer echten Banknote, daß das Siegelerkennungsbit im Erkennungsstatusregister gesetzt wird.
Wenn die Banknote in der Richtung mit dem Wertfeld voraus eingeführt wurde, spricht der Reflexionssensor 24 auf optische Information im Wertfeld nach dem ersten Randfeld an. Jedoch bewirkt die Erkennung magnetischer Aktivität in diesem Bereich durch den magnetischen Sensor 30, daß das optische Erkennungsbit gelöscht wird, und ein Setzen des Siegelerkennungsbits wird verhindert. Es ist zu beachten, daß das Erkennen magnetischer Aktivität, das Löschen des optischen Erkennungsbits und das Ausschließen des Setzens des Siegelerkennungsbits ebenfalls im Porträtbereich und im ersten Randfeld auftreten. Bei einer echten Banknote bewirken optische Aktivität und ein Fehlen magnetischer Aktivität im Schwarzsiegelbereich, daß das Siegelerkennungsbit gesetzt wird. Wenn das Siegelerkennungsbit im Erkennungsstatusregister einmal gesetzt ist, bleibt es für den Rest der Verarbeitung für die Banknote gesetzt.
Die Datenentnahme dauert fort, bis der Motor 14 angehalten wird. Dies erfolgt entweder eine vorgegebene Zeitspanne nach dem Freiwerden des Transmissionssensors 18 oder dann, wenn eine ausreichende Anzahl magnetischer Signale erkannt wurde, was ein viertes Hinterrandfeld anzeigt.
Nachdem der Motor angehalten wurde, wird die Banknote im Laufweg 4 festgehalten, während die entnommenen Daten analysiert werden.
Der erste Schritt bei der Analyse der von der Oberfläche der Banknote entnommenen Daten ist die Berechnung dessen, was als "Normierungskonstante" bezeichnet wird. Die Normierungskonstante ist ein Wert, der dem Verhältnis der gesamten Porträtfeldbreite (d. h. dem gemessenen Abstand zwischen der Erkennung des ersten Signals und des letzten Signals im Porträtfeld) und der bekannten Porträtfeldbreite einer echten US-Banknote entspricht. Die berechnete Normierungskonstante ist ein Wert, der dazu verwendet wird, Schwankungen bei den erfaßten Daten aufgrund von Änderungen der Motordrehzahl oder des Zustands von Banknoten zu korrigieren. Die Verwendung der Normierungskonstante beseitigt das Erfordernis einer Drehzahlregelung und der zugehörigen Sensoren oder der zugehörigen Elektronik.
Der Mikroprozessor 102 berechnet auch einen Wert, der als prozentualer Wert-Zwischenraum bezeichnet wird. Dieser Wert entspricht dem Verhältnis des gesamten Summen "zwischenraums" im Wertfeld (die größeren magnetischen Lücken im Wertfeld) zur Wertfeldbreite. Der Wert des prozentualen Wert-Zwischenraums kann für Banknoten verschiedenen Werts kennzeichnend sein.
Jedesmal dann, wenn der Mikroprozessor festgestellt hat, daß er die Bedingungen für den Beginn und das Ende eines der Magnetfelder (d. h. des ersten oder Randfelds, des Wertfelds, des Porträtfelds und des nacheilenden oder hinteren Randfelds) erfolgreich erkannt hat, wird das diesem Feld zugeordnete Bit im Erkennungsstatusregister gesetzt. Die Tatsache, daß die Vorrichtung das schwarze, unmagnetische Siegel der Federal Reserve Bank abtastet, d. h., die Tatsache, daß die Vorrichtung das Vorliegen eines optischen Felds und das Fehlen eines magnetischen Felds erkennt, wird ebenfalls im Erkennungsstatusregister abgespeichert.
Nachdem die Banknote angehalten wurde, nimmt der Mikroprozessor eine Überprüfung zum Sicherstellen vor, daß die ersten drei Feldbits im Erkennungsstatusregister wie auch das Siegelerkennungsbit gesetzt sind. Bei dieser Überprüfung wird das Bit für den hinteren Rand nicht berücksichtigt. Wenn die Vorrichtung herausfindet, daß diese vier Bits nicht gesetzt sind, wird die Banknote zurückgewiesen.
Bei einer anderen Überprüfung wird das zuvor berechnete Porträtfeldintervall (d. h. das Intervall zwischen dem ersten Signal des Porträtfelds und dem letzten Signal des Porträtfelds) mit sowohl einem minimal als auch einem maximal zulässigen Porträtfeldintervall-Wert verglichen, der im ROM abgespeichert ist. Wenn das berechnete Porträtfeldintervall aus dem Bereich dieser vorgegebenen Minimal- und Maximalwerte herausfällt (die sich gegenüber der bekannten Breite eines Porträtfelds um ungefähr plus oder minus 20% unterscheiden), wird die Banknote zurückgewiesen.
Bei einer anderen Überprüfung wird jedes der zuvor berechneten Intervalle zwischen benachbarten Signalen, wie sie von den vertikalen Gitterlinien im Porträtfeld erzeugt werden, mit einem vorgegebenen Maximalintervall-Wert verglichen, der im ROM abgespeichert ist. Wenn eines der berechneten Intervalle diesen vorgegebenen Maximalwert überschreitet, wird die Banknote zurückgewiesen.
Bei einer anderen Überprüfung wird die zuvor berechnete Wertfeldbreite (d. h. das Intervall zwischen dem ersten magnetischen Impuls für das Wertfeld und dem letzten magnetischen Impuls für das Wertfeld) mit einem vorgegebenen, im ROM abgespeicherten Maximalwert verglichen. Wenn das berechnete Wertfeldintervall diesen vorgegebenen Maximalwert überschreitet, wird die Banknote zurückgewiesen.
Wenn alle vorstehenden Kriterien erfüllt sind, schreitet eine detaillierte Analyse der aus dem Porträtfeld gewonnenen Daten fort.
Wie oben angegeben, zeigt der Horizontalabstand zwischen den vertikalen Gitterlinien im Porträtbereich einer US-Banknote den Wert der Banknote an. Ein-Dollar-, Zwei-Dollar- und Fünf-Dollar-Banknoten werden eindeutig durch Gitterlinienabstandswerte von 0,2 mm (0,008 Zoll), 0,25 mm (0,010 Zoll) bzw. 0,28 mm (0,011 Zoll) voneinander unterschieden. Jeder dieser drei Gitterlinien-Abstandswerte, die als "Keim"-Werte bezeichnet werden, ist im ROM abgespeichert. Darüber hinaus ist ein fünfter Gitterlinienabstand-Keimwert (der beim bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung 0,18 mm (0,007 Zoll) entspricht, ebenfalls im ROM abgespeichert. Dieser Wert, der als "0,18 mm (0,07 Zoll)-Zurückweiskriterium" bezeichnet wird, wird dazu verwendet, zwischen Zwei-Dollar-Noten und 100-Dollar-Noten auf unten beschriebene Weise zu unterscheiden.
Es ist zu beachten, daß der tatsächliche Gitterlinienabstand sogar echter Ein-, Zwei- und Fünf-Dollar-Noten nicht immer genau einem der drei vorstehend angegebenen Keimwerte entspricht. Statt dessen schwanken die tatsächlichen Werte in einem kleinen Bereich, der um jeden der Keimwerte zentriert ist. Daher ist jedem Keimwert ein "Fenster" aus einem Maximal- und einem Minimalwert zugeordnet, die als dem Keimwert entsprechend angenommen werden können. Der maximale und minimale Fensterwert, wie sie jedem Keimwert zugeordnet sind, sind ebenfalls als Konstanten im ROM abgespeichert.
Jeder Keimwert und sein zugeordnetes Fenster können als "Behälter" gedacht werden, in den gemessene Gitterlinienabstände größenmäßig einsortiert werden. Vier derartige Behälter sind in Fig. 6 dargestellt. Die vier in Fig. 6 dargestellten Behälter sind durch die Buchstaben A, B, C und D gekennzeichnet und sie entsprechen jeweils dem Keimwert des 0,18 mm (0,007 Zoll)-Zurückweiskriteriums, einer Ein-Dollar- Note, einer Zwei-Dollar-Note bzw. einer Fünf-Dollar-Note.
Die tatsächlichen Gitterlinienabstände einer Banknote können gemessen werden und abhängig von der Größe in diese vier Behälter einsortiert werden, wodurch ein Histogramm gemessener Gitterlinienabstände erstellt wird. Es wird erwartet, daß die größte Anzahl von Gitterlinienabständen in den Behälter B einsortiert wird, wenn die gemessene Banknote eine echte Ein-Dollar-Note ist, in den Behälter C, wenn die gemessene Banknote eine echte Zwei-Dollar-Note ist, und in den Behälter D, wenn die gemessene Banknote eine echte Fünf-Dollar- Note ist. Ferner wird eine Anzahl von Abständen in den Behälter A einsortiert sein, wenn die gemessene Banknote eine echte 100-Dollar-Note ist. Eine typische Verteilung gemessener Gitterlinienabstände für eine echte Ein-Dollar-Note ist in Fig. 6 veranschaulicht.
Der Behälter B, C oder D, der die größte Anzahl von Zählwerten enthält, ist daher ein nützlicher Hinweis auf den Wert der Banknote. Die Absolutanzahl von Zählwerten, die in jeden Behälter passen, ist ebenfalls nützlich beim Erkennen echter Banknoten und beim Unterscheiden zwischen Banknoten verschiedener Werte. Die Differenz der Anzahl von Zählwerten zwischen dem Behälter, der die größte Anzahl von Zählwerten enthält und den restlichen Behältern ist ebenfalls ein nützlicher Hinweis für die Echtheit und den Wert einer Banknote, wie auch ein Hinweis für das Vertrauensmaß der Messung.
Am Anfang wird die zuvor berechnete Normierungskonstante dazu verwendet, jeden der vier im ROM abgespeicherten Keimwerte zum Korrigieren von Schwankungen, wie sie beim Abtasten der Banknote erfaßt wurden, einzustellen (oder zu "normieren"). Die normierten Keimwerte werden zusammen mit den im ROM abgespeicherten Fenstern dazu verwendet, die vier Behälter A, B, C und D zu bilden, in die jedes der berechneten 34 Porträtfeldintervalle hineingezählt wird. Wenn eines der 34 berechneten Intervalle oder mehrere eine solche Größe aufweisen, daß kein Einsortieren in einen der Behälter A, B, C und D möglich ist, wird dieses Intervall einfach nicht gezählt.
Nachdem das Histogramm erstellt wurde, und wenn keine der obigen Überprüfungen das Vorliegen einer unechten Banknote angezeigt hat, werden die Echtheit und der Wert der Banknote gemäß den Schritten bestimmt, wie sie durch den in Fig. 7 dargestellten Entscheidungsbaum veranschaulicht sind.
Wie zuvor angegeben, erlaubt es der Horizontalabstand zwischen den vertikalen Gitterlinien im Porträtbereich von US- Ein-, Zwei- und Fünf-Dollar-Noten, diese Noten eindeutig voneinander zu unterscheiden. Ein-, Zwei- und Fünf-Dollar- Noten werden eindeutig voneinander durch den Gitterlinienabstand von 0,2 mm (0,008 Zoll), 0,25 mm (0,010 Zoll) bzw. 0,28 mm (0,011 Zoll) unterschieden. Jedoch verfügen die Porträtbereiche von US-Noten von $10, $20, $50 und $100 über vertikale Gitterlinien mit einem Abstand einer starken Gitterkomponente von sowohl 0,25 mm (0,010 Zoll) als auch 0,28 mm (0,011 Zoll) oder einer Mischung derselben. Während die gegenseitige Unterscheidung von Banknoten mit den Werten $1, $2 und $5 eindeutig abhängig von der Erkennung des Gitterabstands möglich ist, reichen diese Werte nicht aus, um die eindeutige Unterscheidung des größeren Satzes von Banknoten mit den sieben Werten $1, $2, $5, $10, $20, $50 und $100 zu ermöglichen. Um im Satz von sieben Banknoten eine $1-, $2- oder $5-Note eindeutig zu erkennen, müssen außer dem Gitterlinienabstand zusätzliche Kriterien verwendet werden, um die Dollarwerte $10, $20, $50 und $100 auszuschliessen.
Wenn die meisten Zählwerte in den Behälter B fallen, wird die Differenz der Anzahl von Zählwerten zwischen dem Behälter B und dem Behälter C wie auch die Differenz der Anzahl von Zählwerten zwischen dem Behälter B und dem Behälter D berechnet. Wenn jede der berechneten Differenzen kleiner als eine vorgegebene Konstante K&sub1; ist (die beim bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung den Wert 8 hat), wird ein Signal erzeugt, das den Motor in Rückwärtsrichtung neu startet, und die Banknote wird zurückgewiesen.
Es ist zu beachten, daß das Vertrauen in die Messung umso höher ist, je größer das Ausmaß ist, mit dem der berechnete Wert K&sub1; überschreitet. Ein berechneter Wert, der deutlich größer als K&sub1; ist, zeigt eine perfektere Messung an als ein solcher, der nur geringfügig größer als K&sub1; ist. Da dieser berechnete Wert auf dem Unterschied zwischen Komponenten beruht, wie sie für verschiedene Banknotentypen repräsentativ sind, zeigt ein großer berechneter Wert ein starkes Vorliegen der für eine Banknote repräsentativen Komponenten und ein schwaches Vorliegen der für andere Banknoten repräsentativen Komponenten an. Ferner bedeutet ein großer berechneter Wert, daß Systemstörsignale und andere Faktoren, die die Messung verfälschen können, nicht stark vorliegen.
K&sub1; kann von außen kontrolliert oder so eingestellt werden, daß es möglich ist, die Genauigkeit der Werterkennung und die Banknoten-Annahme/Zurückweisung-Verhältnisse einzustellen. Wenn man an einer sehr genauen Werterkennung interessiert ist, kann K&sub1; größer eingestellt werden, mit dem gleichzeitigen Ergebnis von mehr Zurückweisungen für gute Banknoten. Wenn eine geringere Zurückweisung und höhere Annahme wichtig ist, kann K&sub1; verringert werden.
Wenn jede berechnete Differenz größer als K&sub1; oder gleich groß ist, wird das zuvor berechnete, prozentuale Wertzwischenraum-Verhältnis mit einem vorgegebenen, maximal zulässigen, prozentualen Wertzwischenraum-Verhältnis für eine Ein-Dollar-Note verglichen und es wird auch mit einem vorgegebenen, minimal zulässigen, prozentualen Wertzwischenraum- Verhältnis für eine Ein-Dollar-Note verglichen. Wenn dieser Vergleich anzeigt, daß das berechnete, prozentuale Wertzwischenraum-Verhältnis entweder das maximal zulässige, prozentuale Wertzwischenraum-Verhältnis überschreitet oder kleiner ist als das minimal zulässige, prozentuale Wertzwischenraum-Verhältnis, wird ein Signal erzeugt, das die Laufrichtung des Motors umkehrt, und die Banknote wird zurückgewiesen. Diese spezielle Überprüfung mit dem prozentualen Wertzwischenraum-Verhältnis ist beim Unterscheiden zwischen echten US-Ein-Dollar-Noten und "Kopien" (bei denen es sich um Photokopien legitimen Geldes handelt, wie sie manchmal bei der Bemühung verwendet werden, Gültigkeitsprüfer für Geld zu täuschen) von Nutzen.
Wenn das berechnete Wertzwischenraum-Verhältnis zwischen das minimal und das maximal zulässige prozentuale Wertzwischenraum-Verhältnis fällt, wird die Banknote als echte US-Ein- Dollar-Note erkannt.
Wenn die größte Anzahl von Zählwerten in den Behälter D fällt, wird die Differenz in der Anzahl von Zählwerten zwischen dem Behälter D und dem Behälter B wie auch die Differenz in der Anzahl von Zählwerten zwischen dem Behälter D und dem Behälter C berechnet. Jeder dieser berechneten Werte wird dann mit einer vorgegebenen, im Speicher abgespeicherten Konstante K&sub5; verglichen. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung hat K&sub5; den Wert 12. Wenn jede berechnete Differenz kleiner als K&sub5; ist, wird die Banknote zurückgewiesen.
Es ist zu beachten, daß dieser Wert K5 extern eingestellt oder erhöht werden kann, um das Vertrauen der Überprüfung zu erhöhen (was zu einer Zunahme der Zurückweisung guter Banknoten als Ergebnis der Forderung nach einem perfekteren Test führt), oder verringert werden kann um die Anzahl zurückgewiesener guter Banknoten zu verringern (wenn die Anzahl unerwünschter Banknoten kein beliebig festlegbares Kriterium überschritt).
Wenn beide berechneten Differenzen größer als K&sub5; oder gleich groß sind, wird der zuvor berechnete Randfeld-Zählwert mit einem vorgegebenen Randfeld-Zählwert verglichen (der beim bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung 40 ist). Wenn der berechnete Randfeld-Zählwert größer als der vorgegebene Randfeld-Zählwert ist, wird die Banknote zurückgewiesen. Dieser Vergleich ist zum Unterscheiden zwischen Fünf-Dollar- Noten und Zehn-Dollar-Noten von Nutzen.
Wenn der berechnete Randfeld-Zählwert kleiner als der vorgegebene Randfeld-Zählwert ist, wird das zuvor berechnete prozentuale Wertzwischenraum-Verhältnis mit einem vorgegebenen, maximal zulässigen, prozentualen Wertzwischenraum-Verhältnis für eine Fünf-Dollar-Note wie auch mit einem vorgegebenen, minimal zulässigen, prozentualen Wertzwischenraum-Verhältnis für eine Fünf-Dollar-Note verglichen. Wenn dieser Vergleich zeigt, daß das berechnete prozentuale Wertzwischenraum-Verhältnis entweder das maximal zulässige, prozentuale Wertzwischenraum-Verhältnis überschreitet oder kleiner als das minimal zulässige, prozentuale Wertzwischenraum-Verhältnis ist, wird die Banknote zurückgewiesen. Wenn das berechnete Wertzwischenraumverhältnis zwischen das minimal und das maximal zulässige, prozentuale Wertzwischenraum-Verhältnis fällt, wird die Banknote als echte US-Fünf-Dollar-Note erkannt.
Wenn die größte Anzahl von Zählwerten in den Behälter c fällt, wird die Differenz in der Anzahl von Zählwerten zwischen dem Behälter C und dem Behälter B wie auch die Differenz in der Anzahl von Zählwerten zwischen dem Behälter c und dem Behälter D berechnet. Jede dieser berechneten Differenzen wird dann mit einer vorgegebenen, im Speicher abgespeicherten Konstante K&sub2; verglichen. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung hat K&sub2; den Wert 10.
(Es ist zu beachten, daß dieser Wert K&sub2; extern eingestellt oder erhöht werden kann, um das Vertrauen der Überprüfung zu erhöhen (was zu einer Erhöhung der Zurückweisung guter Banknoten als Ergebnis der Forderung eines perfekteren Tests führt), oder es kann verringert werden, um die Anzahl zurückgewiesener guter Banknoten zu verringern (wenn die Anzahl unerwünschter Banknoten kein beliebig vorgegebenes Kriterium überschritt).)
Wenn eine der berechneten Behälterzählwert-Differenzen kleiner als K&sub2; ist, wird die Banknote zurückgewiesen. Wenn beide berechneten Behälterzählwert-Differenzen größer als K&sub2; oder gleich groß sind, wird die Anzahl von in den Behälter A fallenden Zählwerten mit einem vorgegebenen, im Speicher abgespeicherten Zählwert A verglichen. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung hat der vorgegebene Zählwert A den Wert 4. Diese Überprüfung ist beim Unterscheiden zwischen Zwei-Dollar-Noten und 100-Dollar-Noten von Nutzen.
Wenn die Anzahl von in den Behälter A fallenden Zählwerten größer als der vorgegebene Zählwert A oder gleich groß ist, wird die Banknote zurückgewiesen. Wenn die Anzahl von in den Behälter A fallenden Zählwerten kleiner als der vorgegebene Zählwert A ist, wird der zuvor berechnete Randfeld-Zählwert mit einer vorgegebenen, im ROM abgespeicherten Randfeld- Zählwertkonstante verglichen. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung hat diese vorgegebene Randfeld-Zählwertkonstante den Wert 48. Dieser Vergleich ist beim Unterscheiden zwischen Zwei-Dollar-Noten und Fünf-Dollar-Noten von Nutzen.
Wenn der berechnete Randfeld-Zählwert größer als die vorgegebene Randfeld-Zählwertkonstante ist, wird die Banknote zurückgewiesen. Wenn der berechnete Randfeld-Zählwert kleiner als die vorgegebene Randfeld-Zählwertkonstante oder gleich groß ist, wird die zuvor berechnete Wertfeldbreite unter Verwendung der Normierungskonstante normiert und mit einer ersten, vorgegebenen, normierten Konstante für die Wertfeldbreite verglichen. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel hat diese erste, vorgegebene, normierte Konstante für die Wertfeldbreite den Wert 153 ms. Dieser Vergleich ist von Nutzen, um zwischen Zwei-Dollar-Noten und Zehn-Dollar-Noten zu unterscheiden, wie auch um zwischen Zwei-Dollar-Noten und Fünf-Dollar-Noten zu unterscheiden.
Wenn die berechnete, normierte Wertfeldbreite kleiner als die erste, vorgegebene, normierte Konstante für die Wertfeldbreite ist, wird die Banknote zurückgewiesen. Wenn die berechnete, normierte Wertfeldbreite größer als die erste, vorgegebene, normierte Konstante für die Wertfeldbreite oder gleich groß ist, wird die berechnete, normierte Wertfeldbreite mit einer zweiten, vorgegebenen, normierten Konstante für die Wertfeldbreite verglichen. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung hat diese zweite, vorgegebene Konstante für die Wertfeldbreite den Wert 173,4 ms.
Wenn dieser Vergleich anzeigt, daß die berechnete Wertfeldbreite kleiner als die zweite vorgegebene Konstante für die Wertfeldbreite oder gleich groß ist, verzweigt das Programm zum unten beschriebenen "Zählwerttest für den Behälter D". Wenn dieser Vergleich anzeigt, daß die berechnete Wertfeldbreite größer als die vorgegebene, zweite Konstante für die Wertfeldbreite ist, wird das zuvor berechnete normierte Intervall zwischen dem Porträtfeld und dem Wertfeld mit einem vorgegebenen Intervall zwischen dem Porträtfeld und dem Wertfeld verglichen. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel hat dieses vorgegebene Intervall den Wert 58,6 ms. Dieser Vergleich zwischen dem berechneten Intervall und der vorgegebenen Intervallkonstante ist von Nutzen, um zwischen Zwei-Dollar-Noten und Zehn-Dollar-Noten zu unterscheiden.
Wenn das berechnete Intervall zwischen den Feldern größer als die vorgegebene Feldintervallkonstante oder gleich groß ist, wird die Banknote zurückgewiesen. Wenn das berechnete Intervall zwischen den Feldern kleiner als die vorgegebene Feldintervallkonstante ist, wird die Anzahl von Zählwerten im Behälter D mit einem vorgegebenen, im Speicher abgespeicherten Zählwert für den Behälter D verglichen. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel hat dieser vorgegebene Zählwert für den Behälter D den Wert 8. Dieser Test ist beim Unterscheiden zwischen Zwei-Dollar-Noten und Zehn-Dollar-Noten von Nutzen.
Wenn der Vergleich zwischen dem berechneten Zählwert für den Behälter D und der vorgegebenen Zählwertkonstante für den Behälter D anzeigt, daß der berechnete Zählwert für den Behälter D größer als die Konstante für den Behälter D oder gleich groß ist, wird die Banknote zurückgewiesen. Wenn der Vergleich anzeigt, daß der berechnete Zählwert für den Behälter D kleiner als die vorgegebene Zählwertkonstante für den Behälter D ist, wird das zuvor berechnete, prozentuale Wertzwischenraum-Verhältnis mit einem vorgegebenen, maximal zulässigen, prozentualen Wertzwischenraum-Verhältnis für eine Zwei-Dollar-Note wie auch mit einem vorgegebenen, minimal zulässigen Wertzwischenraum-Verhältnis für eine Zwei-Dollar- Note verglichen.
Wenn dieser Vergleich anzeigt, daß das berechnete Wertzwischenraum-Verhältnis entweder das maximal zulässige Wertzwischenraum-Verhältnis übersteigt oder kleiner als das minimal zulässige Wertzwischenraum-Verhältnis ist, wird die Banknote zurückgewiesen. Wenn das berechnete Wertzwischenraum-Verhältnis zwischen das minimal und das maximal zulässige Wertzwischenraum-Verhältnis fällt, wird die Banknote als echte US-Zwei-Dollar-Note erkannt.
Zu diesem Zeitpunkt wird, wenn die Banknote mittels der vorstehenden Überprüfung als echt und von korrektem Wert erkannt wurde, ein Signal erzeugt, das den Motor 14 in Vorwärtsrichtung neu startet. Anschließend an das Neustarten des Motors wird eine Anzahl zusätzlicher Überprüfungen ausgeführt, um sicherzustellen, daß eine validierte Banknote richtig durch den Laufweg 4 und den Auslaß 8 vorwärtsbewegt wird.
Innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne nach dem Neustarten des Motors 14 muß der optische Stausensor 44 das Freigeben des Stausensors 38 aus dessen Horizontalposition und eine Rückkehr dieses Stausensors 38 zu seiner Vertikalposition (wie durch die nicht gestrichelten Linien in Fig. 1 gezeigt) erkennen. Die Nichtfreigabe des Stausensors 38 innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne nach dem Neustart des Motors ist ein Hinweis darauf, daß die Banknote entweder im Laufweg 4 festgehalten wird oder daß sie durch den Einlaß 6 entnommen wurde. Wenn der Sensor 44 die Freigabe des Stausensors 48 nicht innerhalb der erforderlichen Zeit erkennt, wird die Laufrichtung des Motors 14 umgekehrt und die Banknote wird zurückgewiesen. Diese Überprüfung ist zum Abwehren dessen von Nutzen, was als Betrugsweise "Banknote an einem Faden" bezeichnet wird.
Darüber hinaus muß, sowohl während der Motor 14 ausgeschaltet ist, als auch nach dem Neustart des Motors 14, die Anzahl von Signalen, wie sie durch den Reflexionssensor 24 erzeugt werden, unter einer bestimmten, vorgegebenen, konstanten Zahl liegen. Wenn die vom Reflexionssensor 24 erzeugte Anzahl von Signalen diese vorgegebene, konstante Zahl überschreitet, wird die Laufrichtung des Motors umgekehrt und die Banknote wird zurückgewiesen. Eine vom Reflexionssensor 24 sowohl bei ausgeschaltetem Motor 14 als auch nach dem Motorneustart erzeugte übermäßige Anzahl von Signalen ist ein Hinweis darauf, daß die Banknote über den Laufweg 4 durch den Einlaß 6 zurückgezogen wird. Diese Überprüfung ist von Nutzen, um das zu bekämpfen, was als Betrugsweise "Banknote auf Papier" bezeichnet wird.
Aus dem Vorstehenden ist erkennbar, daß die Erfindung den Abstand zwischen den vertikalen Gitterlinien im Porträtbereich von US-Banknoten verwendet, um die Echtheit und den Wert derartiger Banknoten zu bestimmen, ohne den mittleren Abstand zwischen solchen Gitterlinien zu berechnen. Statt dessen verwendet die Erfindung ein Histogramm von Gitterabstandsdaten, um die Echtheit und den Wert von Banknoten zu erkennen. Tests haben gezeigt, daß diese Histogrammtechnik für einen wertvollen Fortschritt gegenüber dem Stand der Technik sorgt.
Z.B. haben Tests eine wesentlich höhere Annahmerate für echte Ein-Dollar-, Zwei-Dollar- und Fünf-Dollar-Noten gezeigt, wenn die Erfindung verwendet wurde. Darüber hinaus ist die Erfindung dazu in der Lage, zwischen diesen Banknoten mit verschiedenen Werten mit einem höheren Grad an Genauigkeit zu unterscheiden als bekannte Gültigkeitsprüfer.
Der Gültigkeitsprüfer 1 kann so programmiert werden, daß er sowohl in einem "Lehr"- als auch einem "Lern"-Nodus arbeitet. Der Lehrmodus wird in einem Gültigkeitsprüfer verwendet, in dem nicht alle Betriebskonstanten im ROM eingespeichert sind. Der Gültigkeitsprüfer wird dadurch unterrichtet, daß ihm mitgeteilt wird, daß eine Banknote von bekanntem Typ eingeführt wird. Dann nimmt der Mikroprozessor Schlußfolgerungen vor und speichert in einer Art veränderbaren Speichers die Konstanten ab, die für diesen Typ von Banknote geeignet sind. Der Lernmodus wird in einem Gültigkeitsprüfer verwendet, der eine oder mehrere Betriebskonstanten in einem veränderbaren Speicher einspeichert. Im Lernmodus modifiziert der Mikroprozessor diese abgespeicherten Konstanten über eine bestimmte Zeitspanne gesteuert durch das Programm, gestützt auf die Erfahrung mit annehmbaren Banknoten. Zu geeigneten veränderbaren Speichern, die verwendet werden können, gehören EEPROMs, batteriegeschützte RAMs, Schatten- RANs oder andere Speicher, die durch den Mikroprozessor verändert werden können, deren Konstanten jedoch nicht durch einen Spannungsausfall am Gültigkeitsprüfer beeinflußt werden.
Die Erfindung kann auf andere spezielle Formen realisiert werden, ohne von deren wesentlichen Eigenschaften abzuweichen. Z.B. können die Prinzipien der Erfindung, obwohl das hier offenbarte bevorzugte Ausführungsbeispiel so beschaffen ist, daß echte US-Ein-, Zwei- und Fünf-Dollar-Noten erkannt werden können und zwischen diesen unterschieden werden kann, auch dazu verwendet werden, Banknoten höheren Werts wie auch Papiergeld anderer Länder außer den USA zu erkennen und dazwischen zu unterscheiden. Während das hier offenbarte bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung eine "Histogramm"-Technik zum Analysieren magnetischer Daten verwendet, die aus dem Porträtfeld einer US-Banknote entnommen wurden, kann dieselbe Histogrammtechnik dazu verwendet werden, Daten aus anderen Abschnitten einer Banknote zu analysieren und optische Information zu analysieren, die von der Oberfläche der Banknote erfaßt wurde.
Die hier offenbarten Ausführungsbeispiele sollen daher in jeder Hinsicht als veranschaulichend und nicht als beschränkend angesehen werden, wobei der Schutzbereich durch die beigefügten Ansprüche statt durch die vorstehende Beschreibung angegeben wird und wobei alle Änderungen, die in die Bedeutung und den Äquivalenzbereich der Ansprüche fallen, von diesem umfaßt werden sollen.
Es wird hier auf Meßintervalle zwischen elektrischen Signalen Bezug genommen, um Abstände zwischen Positionen zu erkennen, an denen Geldidentifiziermerkmale abgetastet werden. Es ist selbstverständlich zu beachten, daß das Abtasten der Banknoten nicht mit gleichmäßiger Rate erfolgen muß und daß demgemäß derartige Bezugnahmen andere Anordnungen zum Ermitteln räumlicher Abstände abdecken sollen, wie das Bestimmen von Differenzen zwischen Abtastposition-Lesewerten, die auf elektrische Signale hin erfaßt werden, die auf das Abtasten von Geldidentifiziermerkmalen hin erzeugt werden.

Claims

1. Verfahren zum Bestimmen der Echtheit und des Werts von Papiergeld, das mehrere charakteristische Bereiche aufweist, von denen jeder Geldidentifiziermerkmale enthält, welches verfahren die folgenden Schritte umfaßt

- Abtasten eines der Bereiche mit einem Sensor (30) der ein elektrisches Signal erzeugt, um dadurch eine Folge elektrischer Signale auf die Geldidentifiziermerkmale hin zu erzeugen, wie sie vom Sensor im abgetasteten Bereich erfaßt werden;

- Messen der Abstände zwischen den erzeugten Signalen;

- Berechnen einer ersten Größe, die aus dem summenwert aller gemessenen Intervalle in der Folge mit einem Wert über einem vorgegebenen Wert besteht;

- Berechnen einer zweiten Größe, die aus dem gemessenen Intervall zwischen dem ersten und dem letzten Signal in der Signalfolge besteht;

- Bestimmen des Verhältnisses zwischen der ersten und der zweiten Größe; und

- Vergleichen des Verhältnisses mit einem Standardverhältnis für einen akzeptierbaren Papiergeldwert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit den Schritten des Normierens der zweiten Größe und des Vergleichens der normierten zweiten Größe mit einer ersten Konstanten.

3. Verfahren nach Anspruch 2, ferner mit dem Schritt des Vergleichens der normierten zweiten Größe mit einer zweiten Konstante.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, ferner mit dem Schritt des Abtastens eines weiteren Bereichs, Messen des Intervalls zwischen dem ersten und letzten Signal, wie sie während des Abtastens des weiteren Bereichs erzeugt werden, und Berechnen, aus diesem Intervall und einer gespeicherten Konstanten, eines Normierungswerts, der zum Normieren der zweiten Größe verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem der weitere Bereich ein Portraitbereich des Papiergelds ist.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, mit dem Schritt des Messens von Intervallen zwischen aufeinanderfolgenden Signalen, wie sie während des Abrasterns des weiteren Bereichs erzeugt werden, um die Echtheit des Papiergelds zu bescheinigen.

7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem ein Bereich ein Wertbereich des Papiergelds ist.

8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Sensor zum Erzeugen des elektrischen Signals ein magnetischer Sensor (30) ist.

9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner mit dem Schritt des Abtastens eines zusätzlichen der Bereiche mit einem zweiten Signalerzeugungssensor (24).

10. Verfahren nach Anspruch 9, ferner mit dem Schritt des Zurückweisens des Geldes, wenn beide Sensoren (24, 30) Signale erzeugen, wenn sie den zusätzlichen Bereich abtasten.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder Anspruch 10, bei dem der zweite Sensor ein optischer Sensor (24) ist.

12. Gerät zum Bescheinigen der Echtheit von Papiergeld, um die Echtheit und den Wert von Papiergeld zu ermitteln, wobei das Geld mehrere charakteristische Bereiche aufweist, von denen jeder Geldidentifiziermerkmale enthält, welches Gerät folgendes umfaßt:

- einen elektrischen Signalerzeugungssensor (30) zum Abtasten eines der Bereiche, um dabei eine Folge elektrischer Signale auf die Geldidentifiziermerkmale hin zu erzeugen, wie sie vom Sensor (30) im abgetasteten Bereich erfaßt werden; und

- eine Prozessoreinrichtung (102) zum Messen der Intervalle zwischen den erzeugten Signalen;

- zum Berechnen einer ersten Größe, die aus dem Summenwert aller gemessenen Intervalle in der Folge mit einem Wert über einem vorgegebenen Wert besteht;

- zum Berechnen einer zweiten Größe, die aus dem gemessene Intervall zwischen dem ersten und dem letzten Signal in der Signalfolge besteht;

- zum Bestimmen des Verhältnisses zwischen der ersten und der zweiten Größe; und

- zum Vergleichen des Verhältnisses mit einem Standardverhältnis für einen akzeptierbaren Papiergeldwert.